CN101551976B - 数字式换流器、显示器控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字式换流器、显示器控制装置及方法，用于调控显示器的发光单元的运作状态。根据本发明的数字式换流器包含数字控制单元，其具有对照表或方程式。特别地，该数字控制单元能根据一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值以该方程式计算一现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的一调控信号至该发光单元，以调控该发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

Description

数字式换流器、显示器控制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种数字式换流器、显示器控制装置及方法，并且特别是涉及一种能调控显示器的发光单元运作状态的数字式换流器、显示器控制装置及方法。

背景技术

近年来，随着各种电子产品的蓬勃发展，商用与家用的多媒体系统都日益普及。在大部分的多媒体系统中，最重要的硬件就属用以呈现影像的显示设备，例如阴极射线管显示器、液晶显示器、等离子显示器等。以液晶显示器为例，目前多是利用模拟式换流器来控制其发光单元的运作状态，例如，于特定时间周期内所要达到的亮度。

请参考图1，图1示出了一典型的显示系统7的功能方块图。该显示系统7包含一模拟式换流器(inverter)70、模拟控制单元71、一驱动器(driver)72、一变压器(transformer)74，以及一显示器76。模拟控制单元71为一模拟IC。模拟式换流器70可提供一控制信号给驱动器72，而驱动器72则根据该控制信号调整一电源，驱动器72可根据设计需求选择使用全桥电路、半桥电路、Push-Pull电路或Royal电路。控制信号一般为PWM信号。变压器74可接收经调整的电源，再加以升压后将电源提供给显示器76中的发光单元762。在实际应用中，发光单元762可包含冷阴极荧光灯管(Cold cathodefluorescent lamp，CCFL)或发光二极管(Light emitting diode，LED)模块。

此外，模拟控制单元71所提供的控制信号的性质，如电压大小、电流大小、频率、持续时间、振幅等，可依据多种参数进行变换，以调整发光单元762的运作状态。此外，前述模拟式换流器70所提供的控制信号的性质也可依据显示器76以及其发光单元762所反馈(feedback)的操作电压/电流进行变换，以调整显示器76的光学性质。关于模拟式换流器的相关技术可参考美国专利6,396,722、6,259,615以及6,804,129。

然而，由于已知换流器使用模拟式控制单元进行运算，因此需要搭配数量庞大的被动元件，如电阻、电容等，以形成外加回路来调整控制信号。当发光单元的运作状态不符合规格要求时，需以人工方式进行被动元件(电阻或电容)的微调，使制造的工时以及成本上升。此外，模拟式控制单元对于发光单元的运作状态的调整较没有弹性，不一定能完全满足使用者的需求。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种数字式换流器，用以调控显示器的发光单元的运作状态。根据本发明的数字式换流器可节省被动元件的使用数量，有效降低设计的复杂度以及制造的工时与成本。特别地，根据本发明的数字式换流器可弹性地调控发光单元的运作状态。

根据本发明的一较佳具体实施例的数字式换流器包含一数字控制单元，其具有一对照表，用以储存多组预设控制信息。各组预设控制信息分别包含预设时间信息、预设运作状态信息、输入电压值以及预设工作周率信息。

特别地，数字控制单元能接收一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值，并且查询该对照表找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息。此外，数字控制单元也能以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息作为现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

根据本发明的另一较佳具体实施例的数字式换流器包含一数字控制单元，其具有一方程式。并且特别地，数字控制单元能根据一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值以该方程式计算现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

本发明的另一个方面是提供一种显示器控制装置，用以弹性调控一显示器的一发光单元的运作状态。特别地，根据本发明的显示器控制装置可节省被动元件的使用数量，有效降低设计的复杂度以及制造的工时与成本。

根据本发明的一较佳具体实施例的显示器控制装置包含数字式换流器。该数字式换流器包含检测单元以及数字控制单元。该检测单元耦接至电源，以检测该电源并产生关于该电源的测量电压值。该数字控制单元，连接该检测单元，用以接收该测量电压值。此外，该数字控制单元具有一对照表，储存多组预设控制信息，各组预设控制信息分别包含预设时间信息、预设运作状态信息、输入电压值以及预设工作周率信息。

特别地，该数字控制单元能接收一期望时间信息以及一期望运作状态信息，并且查询该对照表找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息。此外，该数字控制单元以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息作为现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

根据本发明的另一较佳具体实施例的显示器控制装置包含数字式换流器，其包含检测单元以及数字控制单元。检测单元耦接一电源，用以检测该电源，并且产生关于该电源的测量电压值。数字控制单元，连接检测单元，用以接收测量电压值，并且数字控制单元具有一方程式。特别地，数字控制单元能根据一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值以该方程式计算现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

本发明的再一个方面是提供一种显示器控制方法，用以弹性调控显示器的发光单元的运作状态。

根据本发明的一较佳具体实施例的显示器控制方法包含下列步骤：首先，建立一对照表，该对照表储存多组预设控制信息，各组预设控制信息分别包含一预设时间信息、一预设运作状态信息、一输入电压值以及一预设工作周率信息。接着，接收一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值。

随后，查询该对照表找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息，以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息作为现行工作周率信息。最后，输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

根据本发明的另一较佳具体实施例的显示器控制方法包含下列步骤：首先，建立一方程式。随后，根据一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值以该方程式计算现行工作周率信息。最后，输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的实施方式对本的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1示出了已知技术中的显示系统的功能方块图。

图2示出了根据本发明的一具体实施例的数字式换流器的功能方块图。

图3示出了根据本发明的一具体实施例的对照表示意图。

图4示出了根据本发明的一具体实施例的数字式换流器的功能方块图。

图5示出了根据本发明的一具体实施例的显示器控制装置的功能方块图。

图6A示出了根据本发明的一具体实施例的显示器控制方法的流程图。

图6B示出了根据本发明的一具体实施例的显示器控制方法的流程图。

图7示出了根据本发明的一具体实施例的显示器控制方法所产生的光学控制曲线。

附图符号说明

1、40：数字式换流器        10：检测单元

12、404：数字控制单元      120、4040：对照表

122、4042：方程式          4044：模拟/数字转换器

2、46：电源                3、76：显示器

30、762：发光单元          4：显示器控制装置

42：驱动器                 44：变压器

7：显示系统                70：模拟式换流器

71：模拟控制单元

S50～S68：流程步骤

具体实施方式

本发明提供一种数字式换流器、显示器控制装置及方法，用以调控显示器的发光单元的运作状态，例如但不受限于，亮度状态、电流状态或功率状态。在实际应用中，显示器可以是，但不受限于液晶显示器。该显示器可包含如冷阴极荧光灯管、发光二极管等发光单元，或其它类似的发光单元。

请参考图2，其示出了根据本发明的一具体实施例的数字式换流器的功能方块图。如图2所示，本发明的数字式换流器1包含检测单元10以及数字控制单元12，并且该数字控制单元12具有对照表(lookup table)120。请一并参考图3，图3示出了根据本发明的一具体实施例的对照表示意图。如图3所示，对照表120可储存多组预设控制信息，各组预设控制信息分别包含预设时间信息、预设运作状态信息、输入电压值以及预设工作周率信息。在本具体实施例中，预设运作状态为发光单元的亮度(nit)，在实际应用中，预设运作状态也可以是如前所述的发光单元的电流或功率状态，或者其它适合的运作状态。

此外，检测单元10耦接电源2，用以检测电源2，并且产生关于该电源2的测量电压值。检测单元10进一步将测量电压值传送至数字控制单元12。数字控制单元12耦接检测单元10以及显示器3的发光单元30。数字控制单元12可自检测单元10接收测量电压值，还可接收期望时间信息以及期望运作状态信息。在实际应用中，期望时间信息以及期望运作状态信息可以由使用者通过输入装置，例如但不受限于计算机，输入至数字控制单元12，也可在数字控制单元12制造时被预设于数字控制单元12或其它存储元件中。此外，在实际应用中，期望时间可以是显示器的暖开机(warm-up)时间。

当数字控制单元12接收期望时间信息、期望运作状态信息以及测量电压值后，其可查询对照表12找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息。举例而言，若要使发光单元30在开机后30秒内可达到亮度500nit时，使用者可输入期望时间信息为30秒，而期望运作状态信息为500nit。并且，假设检测单元10所检测的测量电压值为24伏特，则数字控制单元12可查询对照表12，并且找出符合所述输入值的预设控制信息(第3组)。接着，数字控制单元12以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息(0.08)作为现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元30，以调控发光单元30于该期望时间(30秒)内达到该期望运作状态(亮度500nit)。

在实际应用中，本发明的数字式换流器可调控发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。当然，本发明的数字式换流器也可视需求调控发光单元的运作状态于该期望时间内以其它适当的曲线达到该期望运作状态。

请参考图4，其示出了根据本发明的另一具体实施例的数字式换流器的功能方块图。如图4所示，本发明的数字式换流器1包含检测单元10以及数字控制单元12，并且该数字控制单元12具有方程式122。在实际应用中，方程式122可根据需求选用线性关系式例如y＝ax、非线性关系式、微分关系式或者是积分关系式。

如前所述，检测单元10同样耦接电源2，用以检测该电源2，并且产生关于该电源2的测量电压值，并且将测量电压值传送至数字控制单元12。此外，数字控制单元12可接受输入或预存的期望时间信息以及期望运作状态信息，并且根据期望时间信息、期望运作状态信息以及测量电压值以该方程式122计算现行工作周率信息。随后，数字控制单元12输出具有现行工作周率信息的调控信号至发光单元30，以调控发光单元30于该期望时间内(例如显示器3的暖开机时间内)达到该期望运作状态，例如发光单元30的亮度、电流、功率等运作状态。

在实际应用中，本发明的数字式换流器可调控发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。当然，本发明的数字式换流器也可视需求调控发光单元的运作状态于该期望时间内以其它适当的曲线达到该期望运作状态。

此外，在实际应用中，本发明的数字式换流器可同时包含对照表以及方程式，以相互搭配产生现行工作周率信息，以调控发光单元于期望时间内达到期望运作状态。

关于数字式换流器的相关技术可参考美国专利6,771,029及7,126,288。

请参考图5，其示出了根据本发明的一具体实施例的显示器控制装置的功能方块图。如图5所示，本发明的显示器控制装置4包含数字式换流器40、驱动器42以及变压器44。数字式换流器40可包含检测单元402以及数字控制单元404，并且数字控制单元404可包含对照表4040、方程式4042以及模拟/数字转换器4044。请注意，如前所述，显示器控制装置4中的数字控制单元404也可能仅包含对照表4040或方程式4042。

其中，模拟/数字转换器4044可接收模拟控制信号(例如，模拟式控制信号)，并且将模拟式控制信号转换为数字式控制信号(例如，包含前述期望时间信息、期望运作状态信息等信息的信号)。

检测单元402连接电源46，用以产生关于电源46的测量电压值。数字控制单元404则查询对照表4040或以方程式4042运算产生现行工作周率信息，并且输出具有现行工作周率信息的调控信号。请注意，数字控制单元404产生现行工作周率信息的相关方式已经于上文中披露，在此不作赘述。

此外，驱动器42，连接数字式换流器40以及电源46，用以接收来自数字式换流器40的调控信号，并且根据该调控信号调整该电源46成为控制电源。在实际应用中，驱动器42可调整电源46的电压、电流、频率等特性，或其它适当的特性。变压器44则分别连接驱动器42以及显示器3的发光单元30，并且变压器44可接收驱动器42所调整的控制电源，并且加以升压之后调控发光单元30于期望时间内达到期望运作状态。

在实际应用中，本发明的显示器控制装置可被整合于显示器的背光模块中，或者与显示器的其它元件整合，或单独存在于显示器中。此外，在实际应用中，本发明的显示器控制装置可通过如RS232、USB等接口或其它适当的接口与计算机连接，并且设计人员可通过计算机输入任何想要测试的控制参数至数字控制单元。

请参见图6A，其示出了根据本发明的一具体实施例的显示器控制方法的流程图。如图6A所示，本发明的显示器控制方法可包含下列步骤：

首先，在步骤S50，建立一对照表，其储存如前所述的多组预设控制信息，各组预设控制信息分别包含预设时间信息、预设运作状态信息、输入电压值以及预设工作周率信息。

接着，在步骤S52，检测电源，并且产生关于电源的测量电压值。并且在步骤S54，接收期望时间信息、期望运作状态信息以及测量电压值。

随后，在步骤S56，查询对照表找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息。

再在步骤S58，以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息作为现行工作周率信息。

最后，在步骤S60，输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

请再参见图6B，其示出了根据本发明的另一具体实施例的显示器控制方法的流程图。如图6B所示，本发明的显示器控制方法也可以为下列步骤：

首先，在步骤S62，建立一方程式。随后，在步骤S64，检测电源，并且产生关于电源的测量电压值。接着，在步骤S66，根据期望时间信息、期望运作状态信息以及测量电压值以方程式计算现行工作周率信息。最后，在步骤S68，输出具有该现行工作周率信息的调控信号至发光单元，以调控发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

在实际应用中，发光单元的运作状态可以是，但不受限于，如亮度状态、电流状态或功率状态。在实际应用中，期望时间可以是显示器的暖开机时间。此外，在实际应用中，发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。

请参考图7，图7示出了根据本发明的一具体实施例的显示器控制方法所产生的光学控制曲线。在本具体实施例中，使用者可在输入装置的操作接口上输入期望时间分别为T1、T2、T3，而期望运作状态对应期望时间则分别为600nit、450nit、500nit。此时，本发明的显视器控制方法可查询对照表找出，或以方程式计算出现行工作周率(在本具体实施例，现行工作周率分别为60％、45％、50％)，并且输出具有现行工作周率信息的调控信号至发光单元，致使发光单元在时间T1时达到600nit的发光亮度；在时间T2时达到450nit的发光亮度；并且在时间T3时达到500nit的发光亮度。

请注意，在本具体实施例中，T1即为暖开机时间。此外，由于发光单元的亮度、电流以及功率都呈正比，因此也可通过测量发光单元的电流或功率来推算其亮度。此外，根据本发明的数字式换流器、显示器控制装置及方法可提供各种不同样态的控制曲线，并不受限于图7所举例的样态。

综上所述，相较于已知技术，根据本发明的数字式换流器具有高度的设计弹性，可依据不同的需求调整对照表或方程式的内容，并且可借着与计算机联机进行参数的增减或修改。并且，本发明的数字式换流器可产生多样性的光学控制曲线，以调控发光单元在预期时间内达到预期运作状态。此外，根据本发明的数字式换流器、显示器控制装置及方法可节省被动元件的使用数量，有效降低设计的复杂度以及制造的工时与成本。

通过以上具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的权利要求的范畴内。

Claims (28)

1.一种数字式换流器，用以调控一显示器的一发光单元的运作状态，该数字式换流器包含：

一数字控制单元，具有一对照表，储存多组预设控制信息，各组预设控制信息分别包含一预设时间信息、一预设运作状态信息、一输入电压值以及一预设工作周率信息；

其中该数字控制单元能接收一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值，查询该对照表找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息，以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息作为一现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的一调控信号至该发光单元，以调控该发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态，

所述的数字式换流器，进一步包含：

一检测单元，耦接一电源，用以检测该电源，并且产生关于该电源的该测量电压值，并且将该测量电压值传送至该数字控制单元。

2.如权利要求1所述的数字式换流器，其中该运作状态是一亮度状态、一电流状态或一功率状态。

3.如权利要求1所述的数字式换流器，其中该期望时间是该显示器的暖开机时间。

4.如权利要求1所述的数字式换流器，其中该发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。

5.如权利要求1所述的数字式换流器，其中该发光单元是一发光二极管或一冷阴极荧光灯管。

6.一种显示器控制装置，用以调控一显示器的一发光单元的运作状态，该显示器控制装置包含：

一数字式换流器，包含：

一检测单元，耦接一电源，用以检测该电源，并且产生关于该电源的一测量电压值；以及

一数字控制单元，连接该检测单元，用以接收该测量电压值，并且该数字控制单元具有一对照表，储存多组预设控制信息，各组预设控制信息分别包含一预设时间信息、一预设运作状态信息、一输入电压值以及一预设工作周率信息；

其中该数字控制单元能接收一期望时间信息以及一期望运作状态信息，查询该对照表找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息，以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息作为一现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的一调控信号至该发光单元，以调控该发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

7.如权利要求6所述的显示器控制装置，其中该运作状态是一亮度状态、一电流状态或一功率状态。

8.如权利要求6所述的显示器控制装置，其中该期望时间是该显示器的暖开机时间。

9.如权利要求6所述的显示器控制装置，其中该发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。

10.如权利要求6所述的显示器控制装置，其中该发光单元是一发光二极管或一冷阴极荧光灯管。

11.一种显示器控制方法，用以调控一显示器的一发光单元的运作状态，该显示器控制方法包含下列步骤：

建立一对照表，该对照表储存多组预设控制信息，各组预设控制信息分别包含一预设时间信息、一预设运作状态信息、一输入电压值以及一预设工作周率信息；

接收一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值；

查询该对照表找出包含与该期望时间信息、该期望运作状态信息以及该测量电压值相匹配的预设时间信息、预设运作状态信息以及输入电压值的一组预设控制信息，以该组匹配的预设控制信息中的预设工作周率信息作为一现行工作周率信息；以及

输出具有该现行工作周率信息的一调控信号至该发光单元，以调控该发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态，

所述的显示器控制方法，进一步包含下列步骤：

检测一电源，并且产生关于该电源的该测量电压值。

12.如权利要求11所述的显示器控制方法，其中该运作状态是一亮度状态、一电流状态或一功率状态。

13.如权利要求11所述的显示器控制方法，其中该期望时间是该显示器的暖开机时间。

14.如权利要求11所述的显示器控制方法，其中该发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。

15.一种数字式换流器，用以调控一显示器的一发光单元的运作状态，该数字式换流器包含：

一数字控制单元，具有一方程式；

其中该数字控制单元能根据一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值以该方程式计算一现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的一调控信号至该发光单元，以调控该发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态，

所述的数字式换流器，进一步包含：

一检测单元，耦接一电源，用以检测该电源，并且产生关于该电源的该测量电压值，并且将该测量电压值传送至该数字控制单元。

16.如权利要求15所述的数字式换流器，其中该运作状态是一亮度状态、一电流状态或一功率状态。

17.如权利要求15所述的数字式换流器，其中该期望时间是该显示器的暖开机时间。

18.如权利要求15所述的数字式换流器，其中该发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。

19.如权利要求15所述的数字式换流器，其中该发光单元是一发光二极管或一冷阴极荧光灯管。

20.一种显示器控制装置，用以调控一显示器的一发光单元的运作状态，该显示器控制装置包含：

一数字式换流器，包含：

一检测单元，耦接一电源，用以检测该电源，并且产生关于该电源的一测量电压值；以及

一数字控制单元，连接该检测单元，用以接收该测量电压值，并且该数字控制单元具有一方程式；

其中该数字控制单元能根据一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值以该方程式计算一现行工作周率信息，并且输出具有该现行工作周率信息的一调控信号至该发光单元，以调控该发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态。

21.如权利要求20所述的显示器控制装置，其中该运作状态是一亮度状态、一电流状态或一功率状态。

22.如权利要求20所述的显示器控制装置，其中该期望时间是该显示器的暖开机时间。

23.如权利要求20所述的显示器控制装置，其中该发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。

24.如权利要求20所述的显示器控制装置，其中该发光单元是一发光二极管或一冷阴极荧光灯管。

25.一种显示器控制方法，用以调控一显示器的一发光单元的运作状态，该显示器控制方法包含下列步骤：

建立一方程式；

根据一期望时间信息、一期望运作状态信息以及一测量电压值以该方程式计算一现行工作周率信息；以及

输出具有该现行工作周率信息的一调控信号至该发光单元，以调控该发光单元于该期望时间内达到该期望运作状态，

所述的显示器控制方法，进一步包含下列步骤：

检测一电源，并且产生关于该电源的该测量电压值。

26.如权利要求25所述的显示器控制方法，其中该运作状态是一亮度状态、一电流状态或一功率状态。

27.如权利要求25所述的显示器控制方法，其中该期望时间是该显示器的暖开机时间。

28.如权利要求25所述的显示器控制方法，其中该发光单元的运作状态于该期望时间内以线性曲线达到该期望运作状态。

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