CN100552282C

CN100552282C - 分段式背光单元

Info

Publication number: CN100552282C
Application number: CNB2005101376357A
Authority: CN
Inventors: 朴宰勋
Original assignee: Phicom Corp
Current assignee: Soulbrain ENG Co Ltd
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: KR100618322B1; JP2006185916A; JP4170338B2; TW200626017A; CN1793717A; TWI282715B; KR20060072917A

Abstract

一种用于向探测台的工作台提供照明的背光单元(BLU)，包括：设置在所述工作台的下方并具有内部空间的背光板；容纳在所述背光板的内部空间内并分为至少两段的灯部分，每段包括至少一个灯，其中灯的亮度在所述各段内受到控制；与所述灯部分内包含的所述各个灯电连接的稳定器部分；连接到所述稳定器部分并安装在所述探测台外部的外部控制器，用于控制所述各段内灯的亮度和开/关操作；用于向所述稳定器部分供电的电源；以及通过操作所述外部控制器来切换的固态继电器，用于打开/关闭所述灯部分。

Description

分段式背光单元

技术领域

本发明涉及用于向探测台的工作台提供照明的背光单元，特别涉及分段式的背光单元，其可通过分段控制为工作台提供照明的荧光灯来分段检测平面显示板，从而克服亮度变化。

背景技术

图1示出了包含在探测台10内的传统背光单元(BLU)。BLU包括背光板40、控制器46和开关部分48。背光板40设置在工作架20和其上承载有平面显示板的工作台之间，其中工作架20安装在探测台10的预定位置。控制器46设置在探测台10的上部，用于控制荧光灯(图2的41)和安装在背光板40内的通风扇(图3的43)。开关部分48设置在探测台10的侧面并通过电线72与控制器46电连接，以控制荧光灯的亮度和打开/关闭操作。

背光板40具有容纳多个(例如24个)荧光灯(图2的41)和多个与荧光灯相连接的稳压器的空间。控制器置于探测台10的上部以控制稳定器和荧光灯，并且与稳定器电连接。控制器46通过电线73与插头74电连接以接收来自外部电源(未示出)的能量，并且通过电线71与荧光灯和稳定器电连接，以控制荧光灯的打开/关闭操作和亮度。

如图2所示，安装在背光板40内的多个荧光灯线性排列，其截面没有分割。通过控制开关部分48，将同时打开/关闭多个荧光灯或者同时控制其亮度。

图3是图1中示出的背光单元(BLU)的配置图。BLU包括荧光灯41、稳定器42、通风扇43、控制器46和开关部分48。荧光灯41容纳在背光板41内。荧光灯41和稳定器42以一一对应的方式连接。通风扇43为背光板40的内部通风。控制器46设置在探测台10的上部，用于接收外部AC电源47并向稳定器42和通风扇43提供额定功率。开关部分48电连接至控制器46并且设置在探测台10的侧面，用以控制荧光灯41的打开/关闭操作和亮度。

控制器46从外部AC电源接收功率，并将该功率转化为通风扇43和稳定器42使用的功率。换句话说，控制器46起用于转换电平的变换器的作用。此外，控制器46根据开关部分48发送的信号来打开/关闭荧光灯41，并控制荧光灯41的亮度。

控制器46通过连接端口45与通风扇43及稳定器42连接。通风扇43安装在背光板40的侧面，用于疏通气流并冷却产生的热量。各个通风扇43分别设置有发光二极管(LED)44，每个LED在通风扇正常工作时发光。

稳定器42的数量与荧光灯41的数量相等。稳定器42容纳在背光板40内，以一一对应的方式与荧光灯41串联。

容纳在背光板40内的稳定器42通过连接端口45经相同的电线连接到控制器46。因而，当特定信号(例如打开/关闭信号或是亮度信号)从控制器46发送到连接端口45时，稳定器42在接收到该信号后同时将其发送至荧光灯41。即，当开关部分48选择了信号(例如打开/关闭信号或亮度信号)时，控制器46通过相同的电线向连接到控制器46的稳定器42发送信号。然后，以一一对应的关系连接到稳定器42的荧光灯41可被同时打开/关闭，或者同时控制它们的亮度。

根据上述传统的背光单元，通过安装在探测台上部的控制器来同时控制荧光灯的电压将产生闪烁现象。此外，当向荧光灯提供低电压以将荧光灯作为低亮度灯使用时，闪烁现象将变得剧烈。因此，荧光灯的灯丝或甚至荧光灯本身经常被损坏。由于连接稳定器和控制器的电线相当的长，因此产生噪声的可能性增加。因为同时打开/关闭荧光灯或是以相同的值来同时控制荧光灯，所以很难控制亮度的变化。

另外，由于内部包含各种变压器、转换器和每个都起稳定器作用的组件，因此控制器的重量增加。当需要用一个稳定器连接至少两个荧光灯时，控制器应增大尺寸和数量。因此，基本要点在于一个稳定器仅连接一个荧光灯，这将导致背光板内的空间裕量低并且空间复杂。结果，差的空气流通导致较低的亮度。

如上所述，荧光灯同时打开/关闭并具有相同的亮度，从而不可能分段检测平面显示板并且集中检测平面显示板的特定部分。

发明内容

本发明的示例性实施方案是针对向探测台的工作台提供照明的背光单元(BLU)。在示例性实施方案中，BLU可以包括设置在所述工作台的下方并具有内部空间的背光板；容纳在所述背光板的内部空间内并分为至少两段的灯部分，每段包括至少一个灯，其中灯的亮度在所述各段内受到控制；与所述灯部分内包含的所述各个灯电连接的稳定器部分；连接到所述稳定器部分并安装在所述探测台外部的外部控制器，用于控制所述各段内灯的亮度和开/关操作；以及用于向所述稳定器部分供电的电源。

附图说明

图1是包含在探测台内的传统背光单元的结构图；

图2是图1中所示的背光单元的立体图；

图3是传统背光单元中荧光灯的配置图；

图4是根据本发明的包含在探测台内的分段式背光单元的结构图；

图5是根据本发明的分段式背光单元的方框图；

图6是根据本发明的荧光灯的布置图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。然而，本发明可以不同的形式实施，而并非仅限于在此公开的实施方案。另外，这些实施方案的提供使得本公开是充分的和完全的，向本领域的技术人员充分传达了本发明的范围。在整个说明书中，类似的数字代表了类似的部件。

图4示出了一种根据本发明的包含在探测台10内的分段式背光单元(BLU)。该分段式BLU包括背光板105和外部控制器190。背光板105设置在工作架20和其上承载有平面显示板的工作台30之间，其中工作架20安装在探测台的预定位置。外部控制器190安装在探测台10的外测，用于控制荧光灯部分(图5的110)(的打开/关闭操作和亮度)以及容纳在背光板105内的通风扇部分(图5的130)。

背光板105具有容纳荧光灯部分和稳定器部分(图5的120)的空间。荧光灯部分包括多个(例如24个)灯(图5的111)，稳定器包含多个连接到荧光灯部分的稳定器(图5的121)。外部控制器91安装在探测台10的外侧，通过电线71与稳定器部分和荧光灯部分电连接。

容纳在背光板105内的荧光灯部分、稳定器部分以及通风扇部分通过电线72连接到插头74，以获得电源。

图5示意性示出了分段式背光单元(BLU)200。BLU 200包括背光板105，荧光灯部分110，稳定器部分120，固态继电器(SSR)140，以及外部控制器190。背光板105安装在工作架上。荧光灯部分110容纳在背光板105的空间内。稳定器部分120与荧光灯部分110串联。SSR 140控制打开/关闭操作来从外部电源170向稳定器部分120和荧光灯部分110供电。外部控制器190通过电线连接到稳定器部分120，以控制荧光灯部分110的灯111的打开/关闭操作或亮度。

BLU 200进一步包括通风扇部分130，用以接收来自电源部分170的功率而为背光板105的内部通风。BLU200还可包括开关型电源(SMPS)150，其设置在外部电源170和通风扇部分130之间，用于接收AC电源并在将接收到的AC电源转换为DC额定输出(12伏)之后，向通风扇部分130提供接收到的AC电源。

背光板105设置在工作架和工作台之间，并且具有容纳各种组件的空间，这些组件用于照亮其上承载有平面显示板的工作台。

荧光灯部分110，稳定器部分120，通风扇部分130，SMPS 150，以及SSR 140都容纳在背光板105的空间内。

荧光灯部分110包括至少形成为两段的多个灯111。换句话说，每段至少包括两个灯111。各段的亮度是独立控制的。每个灯111由低电压水银蒸汽中的放电来点亮。即，由于当电流流动时，放电所需的电压会下降，因此施加恒定电压以产生放电。

如图6所示，24个灯111组成荧光灯部分110。确切地说，24个灯111组成A、B、C和D四段。由于A、B、C、D四段是独立控制的，因此A、B、C、D四个段的亮度也可独立控制。

构成荧光灯110的各个灯111与包括多个稳定器121的稳定器120串联。优选地，每个稳定器121与两个灯111串联。因此，与包括24个灯111的荧光灯部分110相连的稳定器部分120包括12个稳定器121。稳定器部分120防止由于电流过量流向荧光灯部分110而对荧光灯部分110造成破坏。即，由于当施加稳定电压以使灯111放电时，产生的过量电流可能使灯111遭到破坏，因而稳定器121串联以防止电流的过度增大。原则上各个稳定器121可以是金属电阻，但实际是扼流线圈，尽管电流持续增大但其几乎不发热。

通风扇部分130设置在背光板105的侧面，用于冷却稳定器部分120和荧光灯部分110产生的热量，以及在背光板105提供的空间内通风。通风扇部分130包括多个风扇131。通风扇部分130还包括用于指示通风扇131是否正常工作的发光二极管(LED)133。即，只有在风扇正常工作时，相应的LED 133才发光。每个LED 133和每个通风扇131使用稳定的DC额定输出工作。因此，开关型电源(SMPS)安装在通风扇部分130的前端，用以在提供AC电源前将外部电源170所提供的AC电源转化为DC额定输出。

SMPS 150是模块电源，用于将外部提供的AC电源转化为适于通风扇部分130使用的电源。SMPS 150用于控制频率高于商业频率的的打开/关闭操作并减轻震动。根据所提供电源的类型，SMPS作为AC/DC转换器使用，用于将电压为110或220伏的AC电源转换成电压为5-48伏的DC电源，SMPS也可作为DC/DC转换器使用，用于将DC电源转换成电压为3.3-48伏的DC电源。也就是说，SMPS 150接收来自外部电源170的电压为220伏AC电源，用于为稳定器部分120和通风扇部分130供电，并且在将接收到的AC电源转化为通风扇部分130待用的稳定的DC额定输出后，提供接收到的AC电源以操作风扇131和LED 133。

与稳定器部分120串联的荧光灯110使用外部电源170提供的具有220伏电压的AC电源来工作。因此，与荧光灯部分110串联的稳定器部分120通过连接端口160连接到外部电源170。固态继电器(SSR)140设置在连接端口160和稳定器部分120之间，用以控制提供至与荧光灯部分110串联的稳定器120的电源打开/关闭操作。

SSR 140是电子继电器，不是只执行简单的打开/关闭功能但不执行相位控制功能的机械继电器。此外，SSR 140防止电流快速流动，从而延长连接部件的使用寿命并减小噪声。因此，当从外部电源170向SSR 140供电时，SSR 140通过切换操作打开，以将所提供的电源传输到与荧光灯部分110串联的稳定器部分120。通过操纵后面将详细描述的外部控制器120将SSR 140关闭。因此，SSR 140可切断传输到稳定器部分120的电源，从而关掉荧光灯部分110。当稳定器部分120或通风扇部分130产生故障时，SSR 140从内部关闭，从而保护电路组件(例如，稳定器部分120，通风部分130，荧光灯部分110等)免遭破坏。

外部控制器190安装在探测台的外部，用于控制与稳定器部分120串联的荧光灯部分110的打开/关闭操作或亮度。因此，外部控制器190通过连接端口180与稳定器部分120的稳定器121连接。通过操作者，外部控制器190打开/关闭荧光灯部分110和通风扇部分130，或同时控制包含在荧光灯部分110内的所有荧光灯111的亮度，或者精微控制仅包含在荧光灯部分110特定段内的荧光灯111的亮度。

外部控制器190包括多个开关和调节器。具体来说，外部控制器190包括用于打开/关闭通风扇部分130和荧光灯部分110的开关191、用于同时调节包含在荧光灯部分110内的灯111亮度的主亮度调节器192、用于选择荧光灯部分110相应段的选择开关193、以及用于细微调节选定段的灯的亮度的微调亮度调节器194。

因此，当从外部电源170向串联至通风扇部分130和荧光灯部分110的稳定器部分120供电时，操作者操作打开/关闭开关191(调至“开”状态)来操作通风扇部分130和荧光灯部分110。然后通风扇131旋转并且LED 133发光。另外，荧光灯部分110的所有荧光灯都以恒定亮度点亮。

操作者转动主亮度调节器192，调节灯110按所需的坎德拉发光。在这种情况下，在荧光灯部分110的各段可能有亮度变化。因此，需要在有待补偿亮度变化的段来单独调节灯111的亮度。有待补偿亮度变化的段由选择开关193选择。为了细微地调节有待补偿亮度变化的段内灯的亮度，操作者调节微调亮度调节器194来补偿所需的亮度变化。

如上所述，荧光灯部分110分为多个段，并且各段亮度可独立地细微调节。因此，可以细微地调节检测平面显示板时发生的亮度变化，并且可以集中检测特定段。也就是说，通过降低B、C、D段的亮度来集中检测A段；通过降低A、C、D段的亮度来集中检测B段；通过降低A、B、D段的亮度来集中检测C段；通过降低A、B、C段的亮度来集中检测D段。

根据该具有创造性的分段式背光单元，利用SMPS和SSR对通风扇部分、稳定器部分、以及荧光灯部分进行电流控制，以减少闪烁现象。由于是电流控制，因此即使当荧光灯低亮度工作时，依然可减小闪烁现象。从而保护荧光灯的灯丝免受损坏，以防止发生灯损坏(lamp-out)现象。另外，由于所使用的电线较短并且简单，因此降低了噪声。此外，通过分段控制荧光灯部分来分段检测平面显示板并调节亮度变化。另外，背光板也包括传统外部控制器的功能，从而简化分段式背光单元的结构并减轻其重量。因此，可以提高空间利用率，并极大地减小售后服务和更换部件所需的时间和付出。另外，由于一个稳定器与两个荧光灯连接，因此所用的荧光灯数量降低了一半。从而为背光板的内部空间留出使用裕量。

尽管结合附图中所示的本发明的实施方案对本发明进行了描述，但是本发明并不仅限于此。本领域的技术人员应该清楚，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对发明进行各种替换、改进和变换。

Claims

1.一种用于为探测台的工作台提供照明的背光单元，包括：

背光板，设置在所述工作台的下方，并具有内部空间；

灯部分，容纳在所述背光板的内部空间内，并分为至少两段，每段包括至少一个灯，其中灯的亮度在各自的段内受到控制；

稳定器部分，包括至少一个稳定器，其中一个稳定器与所述灯部分内包含的至少一个灯串联连接以使所述稳定器部分与所述灯部分电连接；

外部控制器，连接到所述稳定器部分，并安装在所述探测台的外部，控制所述各段内灯的亮度和开/关操作；以及

电源，向所述稳定器部分供电。

2.根据权利要求1所述的背光单元，进一步包括：

通风扇部分，设置在所述背光板的侧面并且包括多个风扇，从所述电源接收能量来冷却所述背光板内产生的热量，并且对所述背光板内部进行通风。

3.根据权利要求2所述的背光单元，其中：

所述通风扇部分包括发光二极管，指示所述每个风扇是否正常工作。

4.根据权利要求3所述的背光单元，进一步包括：

设置在所述电源和所述通风扇部分之间的开关型电源，将AC电源转换为DC额定输出，以使所述通风扇部分的所述风扇和所述发光二极管工作。

5.根据权利要求1所述的背光单元，其中：

所述稳定器部分的一个稳定器与包含在所述灯部分内的至少两个灯串联连接。

6.根据权利要求2所述的背光单元，其中：

所述外部控制器包括用于打开/关闭所述通风扇部分和所述灯部分的打开/关闭开关，用于同时调节包含在所述灯部分内的所有灯亮度的主亮度调节器，用于选择所述灯部分的所述各个段的选择开关，以及用于细微调节所述所选段内灯亮度的微调亮度调节器。

7.根据权利要求1所述的背光单元，进一步包括：固态继电器，所述固态继电器通过操作所述外部控制器来切换，以打开/关闭所述灯部分。

8.根据权利要求1所述的背光单元，其中：所述外部控制器包括用于打开/关闭所述灯部分的打开/关闭开关，用于调节包含在所述灯部分内的灯亮度的主亮度调节器，以及用于细微调节所选段内灯亮度的微调亮度调节器。

9.根据权利要求8所述的背光单元，其中所述主亮度调节器同时调节包含在所述灯部分内的所有灯的亮度。

10.根据权利要求8所述的背光单元，其中所述外部控制器进一步包括用于选择所述灯部分的各个段的选择开关。