用于面板显示装置的背光亮度控制.pdf

本发明涉及一种用于面板显示装置的背光亮度控制。显示装置被提供有显示面板；背光，该背光照亮显示面板；以及背光亮度控制器，该背光亮度控制器控制背光的亮度，使得背光的亮度在每个帧时段的中间是可变的。

1.  一种显示装置，包括：
显示面板；
背光，所述背光照亮所述显示面板；以及
背光亮度控制器，所述背光亮度控制器控制所述背光的亮度，使得所述背光的亮度在每个帧时段的中间是可变的。

2.  根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述背光亮度控制器包括：
亮度控制电路，所述亮度控制电路生成亮度控制信号，所述亮度控制信号是具有与所述背光的期望亮度相对应的占空比的脉冲信号；以及
背光驱动电路，所述背光驱动电路响应于所述亮度控制信号的所述占空比来驱动所述背光，
其中，构造所述亮度控制电路，使得所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段的中间是可变的。

3.  根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述背光亮度控制器适合用于响应于显示在所述显示面板上的图像的图画电平和环境光强度来生成所述亮度控制信号，
其中，当响应于与所述环境光强度相独立的所述图画电平来控制所述背光的亮度时，或者响应于与所述图画电平相独立的所述环境光强度来控制所述背光的亮度时，所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段期间是恒定的，并且
其中，当响应于所述图画电平和所述环境光强度两者来控制所述背光的亮度时，所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段的中间是可变的。

4.  根据权利要求3所述的显示装置，其中，构造所述亮度控制电路以当响应于所述图画电平和所述环境光强度两者来控制所述背光的亮度时，确定所述背光的亮度的最大容许值，
其中，当所述最大容许值大于预定的阈值时，所述亮度控制电路生成所述亮度控制信号，使得所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段期间是恒定的，并且
其中，当所述最大容许值小于预定的阈值时，所述亮度控制电路生成所述亮度控制信号，使得所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段的中间是可变的。

5.  根据权利要求4所述的显示装置，其中，构造所述亮度控制电路以生成用于指定针对整个特定帧时段的所述背光的期望亮度的背光亮度数据，
其中，当根据所述图画电平和所述环境光强度两者来控制所述背光的亮度时，所述亮度控制电路生成用于指定在通过划分所述特定帧时段而定义的多个子帧时段的每一个中的所述亮度控制信号的所述占空比的PWM数据，使得所述特定帧时段中所述PWM数据的平均值等于所述背光亮度数据。

6.  根据权利要求1所述的显示装置，其中，每个帧时段被划分为多个子帧时段，并且
其中，当控制所述背光的亮度以便在每个帧时段的中间可变时，以预定数目的子帧时段的周期来控制所述背光的所述亮度。

7.  根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述亮度控制电路被集成在显示面板驱动器中，所述显示面板驱动器响应于图像数据来驱动所述显示面板。

8.  一种用于驱动显示面板的显示面板驱动器，包括：
亮度控制电路，所述亮度控制电路控制用于照亮所述显示面板的背光的亮度，
其中，在所述亮度控制电路对所述背光的亮度的控制下，所述背光的亮度在每个帧时段的中间是可变的。

9.  根据权利要求8所述的显示面板驱动器，其中，构造所述亮度控制电路以生成亮度控制信号，所述亮度控制信号是具有与所述背光的期望亮度相对应的占空比的脉冲信号；并且
其中，所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段的中间是可变的。

10.  根据权利要求9所述的显示面板驱动器，其中，所述背光亮度控制器适合用于响应于显示在所述显示面板上的图像的图画电平和环境光强度来生成所述亮度控制信号，
其中，当响应于与所述环境光强度相独立的所述图画电平来控制所述背光的亮度，或者响应于与所述图画电平相独立的所述环境光强度来控制所述背光的亮度时，所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段期间是恒定的，并且
其中，当响应于所述图画电平和所述环境光强度两者来控制所述背光的亮度时，所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段的中间是可变的。

11.  根据权利要求10所述的显示面板驱动器，其中，构造所述亮度控制电路，以当响应于所述图画电平和所述环境光强度两者来控制所述背光的亮度时，确定所述背光的亮度的最大容许值，
其中，当所述最大容许值大于预定的阈值时，所述亮度控制电路生成所述亮度控制信号，使得所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段期间是恒定的，并且
其中，当所述最大容许值小于预定的阈值时，所述亮度控制电路生成所述亮度控制信号，使得所述亮度控制信号的所述占空比在每个帧时段的中间是可变的。

12.  一种驱动用于照亮显示面板的背光的方法，包括：
控制所述背光的亮度，使得所述背光的亮度在每个帧时段的中间是可变的。

13.  根据权利要求12所述的方法，其中，每个帧时段被划分为多个子帧时段，并且
其中，当控制所述背光的亮度以便在每个帧时段的中间可变时，以预定数目的子帧时段的周期来控制所述背光的所述亮度。

用于面板显示装置的背光亮度控制
技术领域
本发明涉及显示装置、显示面板驱动器、以及背光驱动方法，并且特别地涉及显示装置的背光的亮度控制。
背景技术
近来的LCD(液晶显示)装置，特别是安装在便携式终端上的LCD装置的一个问题是功率消耗的增加。随着具有改进的分辨率的LCD面板在尺寸上的增长，液晶显示器的功率消耗在每年增加。背光功率消耗大，并且因此减小背光的功率消耗是用于减小液晶显示器的总功率消耗的有效措施。
背光的亮度控制的最优化是在没有降低图像质量的情况下减少背光的功率消耗的一个有效途径。在没有降低图像质量的情况下，在显示黑暗图像时减小背光亮度有效地减少了功率消耗。同时，当在黑暗环境中使用液晶显示装置时，通过降低背光亮度能够减少功率消耗。另外，近来的蜂窝电话具有根据用户设置来设置背光亮度的功能，这抑制背光的功率消耗。例如，日本特开专利申请No.P2005-148708A公开了基于显示图像的图画(picture)电平，即，每个帧的图像数据的值来控制背光亮度的技术。此外，日本特开专利申请No.2003-161926公开了基于使用环境的亮度(即，环境光强度)控制背光亮度的技术。
在背光的亮度控制的最优化中的一个问题是背光亮度的调节级数的限制。在普遍使用的背光驱动电路(例如，用于LED(发光二极管)背光的LED驱动器)中，在说明书中指定了背光亮度的调节级数。更加具体地，通过亮度控制电路生成其占空比在256个级中是可变的PWM信号，并且背光驱动电路被构造为根据所生成的PWM信号的占空比来驱动背光亮度。因此，亮度控制电路被构造为通过8位数据控制背光亮度。然而，对于背光亮度的特定控制算法来说在256个级中的调节可能是不够的。
将下面的控制算法作为一个示例；
(1)8位背光亮度数据被用于指定背光亮度；并且
(2)取决于环境光强度确定背光亮度数据的容许范围，并且基于图画电平在已确定的范围内确定背光亮度数据。
当环境光强度高时(即，使用环境是明亮的时)，最大的背光亮度被增加并且背光亮度数据的容许范围被相应地加宽。另一方面，当环境光强度低时(当使用环境是黑暗的时)，需要减少最大的背光亮度并且因此背光亮度数据的容许范围变窄。这不良地导致用于黑暗的使用环境的背光亮度的调节级数的减少。
当取决于环境光强度的背光亮度的调节级数被减少到用于提供期望图画对比度所必要的级数以下时，不能根据图画电平适当地控制背光亮度。当通过6位数据表示图画电平时，例如，要求背光亮度的调节级数至少为64个。然而，当取决于环境光强度的背光亮度的调节级数变得小于64时，可能不能基于图画电平适当地控制背光亮度。
欲处理此问题，需要构造用于控制驱动电路的亮度控制电路和背光驱动电路，使得能够以更多的级来调节背光亮度。当能够以很多的级来调节背光亮度时，将不会出现背光亮度的调节级数的短缺。
一条途径可以是构造亮度控制电路，使得生成能够在许多级(例如，1024级)中变化其占空比的PWM信号，并且构造背光驱动电路，使其适合在许多级中可变的PWM信号。然而，此途径不良地增加电路尺寸。为了生成其占空比在许多级中可变的PWM信号，需要构造亮度控制电路以处理多位控制数据。这增加亮度控制电路的电路尺寸。另外，当构造背光驱动电路从而处理在多个级中可变的PWM信号时，不良地增加背光驱动电路的电路尺寸。
发明内容
在本发明的一个方面，一种显示装置被提供有：显示面板；背光，该背光照亮显示面板；以及背光亮度控制器，该背光亮度控制器控制背光亮度使得背光亮度在每个帧时段的中间是可变的。
当在每个帧时段的中间改变背光亮度时，由人眼实际感知到的背光亮度是每个帧时段中的背光亮度的平均值。因此，事实上通过控制每个帧时段的中间的背光亮度来获得背光亮度的中间电平。随着减少的电路尺寸该途径允许增加背光亮度的有效调节级数。
附图说明
结合附图，从某些优选实施例的以下描述中，本发明的以上和其它方面、优点和特征将更加明显，其中：
图1是示出本发明的一个实施例中的液晶装置的示例性构造的框图；
图2是示出在帧时段的中间，亮度控制信号的占空比是可变的情况下的背光亮度控制的时序图；
图3是示出在图画电平控制模式下APL与背光亮度数据的关联性的曲线图；
图4是示出图画电平控制模式中的背光控制的时序图；
图5是示出环境电平控制模式中的环境光强度与背光亮度数据的关联性的曲线图；
图6是示出环境电平控制模式中的背光控制的时序图；
图7是示出图画电平/环境光强度亮度模式中的背光亮度数据和APL的关联性的曲线图；以及
图8是解释在图画电平/环境光强度亮度模式中的背光的控制的时序图。
具体实施方式
现在在此将参考示例性实施例来描述本发明。本领域的技术人员将会理解能够使用本发明的教导完成许多可替选的实施例，并且本发明不限于出于解释性目的而示出的实施例。
图1是示出在本发明的一个实施例中的液晶显示装置1的示例性构造的框图。液晶显示装置1被构造为根据从CPU(中央处理单元)2提供的图像数据Din来显示图像，并且包括LCD(液晶显示)面板3、扫描线驱动器4、LCD驱动器5、环境光传感器6、LED(发光二极管)驱动器7、以及背光8。在本实施例中，背光8包括LED和光波导，并且其照亮LCD面板3。
LCD面板3包括信号线(或者数据线)、扫描线(或者栅极线)、以及被布置在其交点处的液晶像素。扫描线驱动器4驱动LCD面板3内的扫描线。扫描线驱动器4可以被安装为与LCD面板3相分离的IC(集成电路)，或者通过使用COG(玻璃上电路)技术与LCD面板3集成。
LCD驱动器5具有下述三个功能。首先，LCD驱动器5响应于从CPU 2馈送的同步信号9和图像数据Din来驱动LCD面板3的信号线。其次，LCD驱动器5生成扫描线驱动时序控制信号10，以控制扫描线驱动器4的操作时序。此外，LCD驱动器5生成亮度控制信号11，以控制背光8的亮度。如下面将会所述，通过PWM(脉冲宽度调制)技术生成背光控制信号11作为脉冲信号，并且根据亮度控制信号11的占空比控制背光8的亮度。当亮度控制信号11的占空比是100％时，背光亮度变得最高，并且当亮度控制信号11的占空比是0％时，背光亮度变成零。
环境光传感器6被用于在使用液晶显示器1的环境中测量环境光强度。环境光传感器6生成具有与入射在环境光传感器6上的环境光的强度相对应的信号电平的环境光强度信号12，并且将环境光强度信号12提供给LCD驱动器5。LCD驱动器5响应于环境光强度信号12来控制背光亮度。
LED驱动器7是背光驱动电路，该背光驱动电路响应于从LCD驱动器5提供的亮度控制信号11生成驱动电流13，并且将生成的驱动电流13提供给背光8。根据亮度控制信号11的占空比来控制驱动电流13的电流电平。更加简单地，当亮度控制信号11被设置为“高”电平时，预定电流电平的驱动电流13被提供给背光8，并且当亮度控制信号11被设置为“低”电平时，停止供给驱动电流13。此种控制根据亮度控制信号11的占空比实现背光8的亮度的控制。当LED驱动器7被构造为用于检测亮度控制信号11的占空比时，根据检测到的占空比可以控制驱动电流13的电流电平。目前最普通的LED驱动器被构造为接收256级占空比。即，通常，背光亮度的调整级数是256。在下面的描述中，假定LED驱动器7接收其占空比在256级中可变的亮度控制信号11，将对其进行解释。
LCD驱动器5包括图像数据识别电路21、图像数据校正电路22、数据寄存器电路23、锁存电路24、信号线驱动电路25、灰阶电压生成电路26、时序控制电路27、以及亮度控制电路28。
图像数据识别电路21基于从CPU 2提供的图像数据Din，识别被显示在LCD面板3上的图像的特征。在本实施例中，图像数据识别电路21检测每个帧图像的图画电平和帧图像的其它特征，生成用于指示怎样校正图像数据Din的图像校正信号41，并且将图像校正信号41提供给图像数据校正电路22。在本实施例中，图像数据识别电路21计算每个帧图像的APL(平均图像电平)，并且提供表示被计算的APL的APL信号40。APL是关注的帧图像中的所有像素的灰阶电平的平均值。如下面所述，被计算的APL被用于控制背光8的亮度。
图像数据校正电路22根据图像校正信号41校正图像数据Din，使得为由亮度控制电路28确定的背光8的亮度最优化图像。在下文中，由图像数据校正电路22校正的图像数据Din被称为校正图像数据Din’。
数据寄存器电路23顺序地接收来自于图像数据校正电路22的校正图像数据Din’，并且暂时地存储接收的图像数据Din’。数据寄存器电路23具有用于为一个水平线存储校正图像数据Din’的容量，并且与从时序控制电路27提供的寄存器信号42同步地接收校正图像数据Din’。
锁存电路24响应于从时序控制电路27提供的锁存信号43，同时锁存来自于数据寄存器电路23的一条水平线的校正图像数据Din’，并且将锁存的校正图像数据Din’传输到信号线驱动电路25。
信号线驱动电路25响应于从锁存电路24发送的一条水平线的校正图像数据Din’来驱动LCD面板3的信号线。更加具体地，响应于校正图像数据Din’，信号线驱动电路25从灰阶电压生成电路26提供的灰阶电压V₁至V_N的组当中选择相应的灰阶电压，并且以所选择的灰阶电压来驱动LCD面板3的信号线。
时序控制电路27响应于从CPU 2发送的同步信号9，执行液晶显示装置1的时序控制。更加具体地，时序控制电路27将寄存器信号42和锁存信号43分别提供给数据寄存器电路23和锁存电路24，并且控制用于将校正图像数据Din’传输到数据寄存器23和锁存电路24的时序。另外，时序控制电路27生成扫描线驱动时序控制信号10，并且控制扫描线驱动器4的操作时序。此外，时序控制电路27将帧信号44提供给图像数据识别电路21和亮度控制电路28。图像数据识别电路21和亮度控制电路28基于帧信号44识别每个帧时段的开始。
亮度控制电路28响应于从图像数据识别电路21提供的APL信号40和从环境光传感器6提供的环境光强度信号12，生成用于控制背光8的亮度的亮度控制信号11。具体地，在特定的帧时段中的背光8的亮度控制中，响应于由APL信号40表示的以前的帧时段的APL和由环境光强度信号12表示的当前环境光强度，亮度控制电路28控制背光8的亮度。如上所述，通过PWM技术生成亮度控制信号11作为脉冲信号，并且基于亮度控制信号11的占空比来控制背光8的亮度。
在本实施例中，亮度控制电路28被构造为使得在每个帧时段的中间，背光8的亮度是可变的。具体地，亮度控制电路28被构造为使得在每个帧时段的中间，控制亮度控制信号11的占空比从而在每个帧时段的中间控制背光8的亮度。
图2是示出背光8的示例性亮度控制的时序图。亮度控制电路28生成用于指定针对每个帧时段中的整个帧时段的背光8的亮度的背光亮度数据。另外，每个帧时段被划分为多个子帧时段T1至Tn，并且亮度控制电路28设置用于指定在各子帧时段T1至Tn中的亮度控制信号11的占空比的PWM数据。允许PWM数据在每个帧时段的中间是可变的。生成在特定帧时段的各子帧时段中的PWM数据的值，使得PWM数据的平均值等于帧时段的背光亮度数据的值。例如，在图2的第(m+3)子帧时段的操作中，基于背光亮度数据被设置为31.5的事实，PWM数据在奇数编号的子帧时段被设置为31，并且在偶数编号的子帧时段被设置为32。
根据这样生成的PWM数据，控制亮度控制信号11的占空比。例如，当PWM数据被设置为31时，亮度控制信号11的占空比被控制到12.2％(＝31/255)，并且当PWM数据被设置为32时，亮度控制信号11的占空比被控制到12.5％(＝32/255)。当在即时的帧时段期间(如在第m至第(m+2)帧时段中)PWM数据是恒定的时，在即时的帧时段中亮度控制信号11的占空比是恒定的，并且因此在该即时的帧时段中背光8的亮度也是恒定的。同时，如在第(m+3)子帧时段中，当在奇数编号的子帧时段中将PWM数据设置为31并且在偶数编号的子帧时段中设置为32时，在奇数编号的子帧时段中亮度控制信号11的占空比被控制到12.2％(＝32/255)，并且在偶数编号的子帧时段中被控制到12.5％(＝32/255)。如此，如由背光亮度数据所示，通过更改亮度控制信号11的占空比能够将背光8的亮度控制到“31.5”。
在此种控制方法中，能够以增加的级数来控制背光8的亮度，抑制亮度控制信号11的占空比的调整级数的增加。例如，即使当亮度控制信号11的占空比的调整级数是256时，也可以以该调整级数或者更多(例如，1024级)来控制背光8的亮度。这增加了背光8的亮度的调整级数，抑制了LED驱动器7和亮度控制电路28的电路规模的增加。
在下文中，描述液晶显示器1的示例性操作，其中在每个帧时段的中间，背光8的亮度是可变的。在本示例中，在LCD驱动器5中准备了模式设置寄存器29，并且根据模式设置寄存器29的设定值来将LCD驱动器5设置为下述四种控制模式中的任何一种：
(1)用户设置模式，
(2)图画电平控制模式，
(3)环境电平控制模式，以及
(4)图画电平/环境电平控制模式。
在这里，用户设置模式是用于根据由用户设置的设置值来控制背光8的亮度的控制模式。在本示例中，在LCD驱动器5中准备了用户设置亮度寄存器30，并且根据用户设置亮度寄存器30的设定值控制背光8的亮度。图画电平控制模式是根据被显示的图像的图画电平来控制背光8的亮度的控制模式。如上所述，在操作示例中，根据就在特定帧时段之前的帧时段中的图像的APL来控制该特定帧时段中的背光8的亮度。环境电平控制模式是用于根据环境光强度控制背光8的亮度的控制模式。在本示例中，根据由环境光传感器6生成的环境光强度信号12控制背光8的亮度。最后，图画电平/环境电平控制模式是用于根据被显示的图像的图画电平(本实施例中的APL)和环境光强度来控制背光8的亮度的控制模式。如下所述，在图画电平/环境电平控制模式中采用用于在每一个帧时段的中间将背光8的亮度设置为可变的控制。在图画电平/环境电平控制模式中的LCD驱动器5的操作中，使用由切换阈值寄存器31设置的切换阈值。
在下文中，描述上述四种控制模式(1)至(4)。假定用于在整个帧时段中指定背光8的亮度的背光亮度数据和用于指定亮度控制信号11的占空比的PWM数据都是8位数据，对其进行描述。然而，对本领域的技术人员来说显然的是，背光亮度数据和PWM数据的位的数目不限于8。
(1)(用户设置模式)
当以用户设置模式来布置LCD驱动器5时，亮度控制电路28使用用户设置亮度寄存器30的设定值作为背光亮度数据。另外，亮度控制电路28将PWM数据设置为与背光亮度数据相对应的值，并且进一步根据PWM数据设置亮度控制信号11的占空比。例如，当用户设置亮度寄存器30的设定值是255时，背光亮度数据被设置为255，并且PWM数据被进一步设置为255。如此，亮度控制信号11的占空比被设置为100％(＝255/255×100％)。当用户设置亮度寄存器30的设定值是179时，背光亮度数据被设置为179，并且PWM数据被进一步设置为179。结果，亮度控制信号11的占空比被设置为70.2％(＝179/255×100％)。如此，使用期望亮度驱动背光8。当LCD驱动器5进入用户设置模式中时，PMW数据，即，亮度控制信号11的占空比在每个帧时段期间是恒定的。
(2)图画电平控制模式
当以图画电平控制模式来布置LCD驱动器5时，亮度控制电路28响应于在APL信号40中显示的APL来确定背光亮度数据，并且将PWM数据设置为与背光亮度数据相对应的值；在图画电平控制模式中，独立于环境光强度来控制背光8的亮度。在图画电平控制模式中，将背光亮度数据计算为0到255的值。
图3是概念性地示出在图画电平控制模式中APL与背光亮度数据的关联性的图。随着在图像数据识别电路21中计算的APL被增加，也增加了背光亮度数据以增加背光8的亮度。应注意的是，图3示出了用于将APL的值表示为6位数据的情况下的APL与背光亮度数据的关联性，其中通过符号B_APLX表示用于APL的值是x的情况的背光亮度数据的值。PWM数据被设置为与背光亮度数据相同的值，并且因此亮度控制信号11的占空比被设置为相应的期望值。
图4示出了用于以图画电平控制模式来布置LCD驱动器5的情况的LCD驱动器5的示例性操作，并且特别地示出了PWM数据和背光亮度数据的值与亮度控制信号11的波形的关联性。假定每个帧时段从帧信号44的上升开始，示出图4。响应于背光亮度数据(即，PWM数据)设置每个帧时段中的背光8的亮度。例如，当响应于APL将背光亮度数据设置为179时，PWM数据也被设置为179，并且因此亮度控制信号11的占空比被设置为70.2％(＝179/255×100％)。如此，使用期望亮度来驱动背光8。在图4中，在每个帧时段期间，亮度控制信号11的占空比是恒定的；在每个帧时段期间，背光8的亮度是恒定的。
(3)环境电平控制模式
当以环境电平控制模式来布置LCD驱动器5时，亮度控制电路28响应于从环境光传感器6提供的环境光强度信号12确定背光亮度数据，并且将PWM数据设置为与背光亮度数据相对应的值；在环境电平控制模式中，独立于被显示的图像的图画电平来控制背光8的亮度。与图画电平控制模式相类似，在环境电平控制模式中，将背光亮度数据计算为0到255的值。
图5是概念性地示出在环境电平控制模式中，环境光强度与背光亮度数据的关联性的图。亮度控制电路28从环境光强度信号12的信号电平中识别环境光强度。在图5中示出用于环境光强度被表示为8位数据的情况的背光亮度数据与环境光强度的关联性。随着环境光强度被增加，也增加背光亮度数据的值，以增加背光8的亮度。为了防止背光8的亮度由于环境光强度的小的波动而变得不稳定，滞后特性被引入环境光强度与背光亮度数据的关联性中。即，用于环境光强度正在增加的情况的背光亮度数据和环境光强度的关联性不同于用于环境光强度正在减少的情况。
而且在环境电平控制模式中，PWM数据被设置为与背光亮度数据相同的值，并且因此亮度控制信号11的占空比被设置为期望值。图6示出当以环境电平控制模式来布置LCD驱动器5时LCD驱动器5的示例性操作，并且特别地示出PWM数据和背光亮度数据与亮度控制信号11的波形的关联性。例如，当基于环境光强度，将背光亮度数据设置为44时，PWM数据也被设置为44，并且因此亮度控制信号11的占空比被设置为17.3％(＝44/255×100％)。如此，使用期望亮度来驱动背光8。与图4相类似，在图6中的每个帧时段期间，亮度控制信号11的占空比是恒定的；在每个帧时段中背光8的亮度是恒定的。
(4)图画电平/环境电平控制模式
当以图画电平/环境电平控制模式来布置LCD驱动器5时，亮度控制电路28响应于由APL信号40显示的APL和由环境光强度信号12显示的环境光强度来确定背光亮度数据和PWM数据。更加具体地，以与在图画电平控制模式中相同的方式，基于APL确定背光亮度数据，并且还以与环境电平控制模式中相同的方式，基于环境光强度确定背光亮度数据。在下文中，为了区分这些背光亮度数据，根据APL确定的背光亮度数据被称为“由图画电平决定的亮度数据BL_APL”，并且根据环境光强度确定的背光亮度数据被称为“由环境电平决定的亮度数据BL_EX”。
根据由图画电平决定的亮度数据BL_APL和由环境电平决定的亮度数据BL_EX计算最终用于控制背光8的亮度的背光亮度数据BL。由环境电平决定的亮度数据BL_EX被用于确定最终确定的背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX。确定背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX，使其随着由环境电平决定的亮度数据BL_EX被增加而增加。同时，由图画电平决定的亮度数据BL_APL被用于确定背光亮度数据BL的值与最大的容许值BL_MAX的比率。即，通过下面的公式确定最终用于背光8的亮度的控制的背光亮度数据BL：
BL＝BL_MAX·(BL_APL/255)…(1)
以最简单的方式，背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX被设置为与由环境电平决定的亮度数据BL_EX相同的值。换言之，保持：
BL＝BL_EX·(BL_APL/255)…(1)’
图7是示出被显示的图像的APL与由公式(1)表示的背光亮度数据BL的关联性的曲线图。如图7中所示，随着环境光强度(即，由环境电平决定的亮度数据BL_EX的值)被增加，背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX被增加。另外，随着APL(即，由图画电平决定的亮度数据BL_APL的值)增加，最终计算出的背光亮度数据BL的值增加。根据如此计算的背光亮度数据BL计算PWM数据，根据被计算的PWM数据又确定亮度控制信号11的占空比，并因此控制背光8的亮度。
基于背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX与在切换阈值数据寄存器31中设置的切换阈值的比较，切换PWM数据和背光亮度数据BL的计算方法。当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX等于由环境电平决定的亮度数据BL_EX时，基于由环境电平决定的亮度数据BL_EX和切换阈值的比较，切换PWM数据和背光亮度数据BL的计算方法。
当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX大于切换阈值时，以与图画电平控制模式和环境电平控制模式相同的方式来生成亮度控制信号11，使得在每个帧时段期间占空比是恒定的(即，使得在每个帧时段期间，背光8的亮度是恒定的)。
具体地，以与图画电平控制模式和环境电平控制模式相同的方式，根据公式(1)或者(1)’来将背光亮度数据BL计算为0到255(不包括小数部分)的值。应注意的是，背光亮度数据BL的所有位被分配给整数部分。图7示出当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX是255、179、或者127时，APL与背光亮度数据BL的关联性。PWM数据被设置为与背光亮度数据BL相同的值。根据PWM数据的值控制亮度控制信号11的占空比，并且从而将背光8控制到期望亮度。
同样在这样的情况下，在每个帧时段期间，亮度控制信号11的占空比是恒定的，即，在每个帧时段期间背光8的亮度是恒定的。当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX(即，由环境电平决定的亮度数据BL_EX的值)较大时，背光8的亮度的调整级数充分地大，并且因此不要求进行特殊控制。
同时，当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX的值等于或者小于切换阈值时，生成亮度控制信号11，使得在每个帧时段的中间，占空比是可变的(即，使得在每个帧时段的中间，背光8的亮度是可变的)。如上所述，当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX较小时，背光8的亮度的调节级数可能不够。为了避免此问题，执行如下的控制，在其中，当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX的值等于或者小于切换阈值时，在每个帧时段的中间背光8的亮度是可变的，并且由此背光8的亮度的调节级数事实上被增加。
详细地，根据公式(1)或者(1)’，以0.25为级，将背光亮度数据BL计算为0.0到63.0的值。应注意的是，要被计算的背光亮度数据BL不仅包括整数部分而且包括小数部分。背光亮度数据BL的上六位被分配给整数部分，并且下两位被分配给小数部分。图7示出了当背光亮度数据BL的最大容许值BL_MAX是63.0时，APL与背光亮度数据BL的关联性。
另外，如图8中所示，每个帧时段被划分为第一到第n个子帧时段T1至Tn(n是4的倍数)，并且利用预定数目的子帧时段的周期来执行亮度控制信号11的占空比的控制和PWM数据的计算。在本示例中，通过下面的操作表达来计算在第一至第n个子帧时段中的PWM数据D_PWM，并且因此利用四个子帧时段的周期来执行亮度控制信号11的占空比的控制：
D_PWM＝(BL+“00000000”)＞＞2(用于第(4j-3)子帧时段)；
D_PWM＝(BL+“00000011”)＞＞2(用于第(4j-2)子帧时段)；
D_PWM＝(BL+“00000001”)＞＞2(用于第(4j-1)子帧时段)；以及
D_PWM＝(BL+“00000010”)＞＞2(用于第(4j)子帧时段)，
其中j是n/4或者更小的任何自然数，并且操作“＞＞2”表示2位位移处理。应注意的是，通过此处理将PWM数据D_PWM计算为0到63的整数值中的任何一个。
在图8的操作示例中的第(m+3)帧时段中的亮度控制信号11的占空比的控制中，例如，在第(4j-3)子帧时段和第(4j-1)子帧时段中，PWM数据被计算为“31”，并且在第(4j-2)子帧时段和第(4j)子帧时段中，PWM数据被计算为“32”。根据被计算的PWM数据，控制亮度控制信号11的占空比，并且从而实现根据包括小数部分的背光亮度数据BL来控制亮度控制信号11的占空比，即，控制背光8的亮度。
通常，当背光亮度数据BL的下k位被分配给小数部分时，利用2^k子帧时段的周期来计算PWM数据。在上述示例中，将下两位分配给背光亮度数据BL的小数部分，并且利用四个子帧时段的周期来计算PWM数据。通过响应于如此计算的PWM数据，控制亮度控制信号11的占空比，背光8的亮度的调节级数事实上被增加到2^k倍。
显然的是，本发明不限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行修改和变化。例如，通过CPU 2可以生成亮度控制信号11。在这样的情况下，为CPU 2提供亮度控制电路28，并且环境光传感器6被连接至为CPU 2提供的亮度控制电路28，同时CPU 2计算被显示的图像的APL。然而，应注意的是，亮度控制电路28被集成在LCD驱动器5中的构造允许使用通用的CPU来作为CPU 2，并且因此该构造会更加有利。
此外，尽管上述实施例涉及液晶显示装置，但是本发明可以应用于除了LCD面板之外的使用要求有背光的显示面板的显示装置。