CN1262983C - 控制液晶显示器功率的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

所披露的是控制液晶显示(LCD)器件功率的设备和方法，可以在维持LCD器件亮度的同时减小由LCD器件所消耗的功率。所披露的设备包括根据其系统产生热量的元件；用于将热量产生元件所产生的热量传递给LCD灯周围区域的风扇；以及完成控制操作的微处理器，用于通过逆变器向LCD灯提供亮度调节电压和/或电流，该电压和/或电流与随着所传递热量而增加的LCD灯周围的环境温度成正比。

Description

控制液晶显示器功率的设备和方法
技术领域
本发明涉及根据环境温度来控制液晶显示(LCD)器功率的设备和方法。
背景技术
总的来说，将LCD用作显示器的系统配备有背光灯和前光灯作为其光源，以更加准确和清晰地显示信息。
对于这样的背光灯(下文中，简单地称其为“LCD灯”)，主要使用冷阴极荧光灯(CCFL)。为了驱动该灯，必须应用适当的功率。
例如，在大多数配备14.1英寸或更小尺寸LCD的便携式系统的情况中，必须提供200到700V(40到150KHz)的AC电压和0.5到7mA的电流，以驱动在这些系统中配备的LCD灯。
为了对LCD灯提供所需电压和所需的电流，必须使用逆变器。LCD灯由逆变器所提供的电压和电流来驱动。LCD灯的亮度与流过LCD灯的电流幅值成正比。
在笔记本电脑的情况中，其LCD灯的亮度可通过操作诸如键盘之类的输入装置来调节。由输入装置输入的有关亮度变化的信息由微处理器读取。由微处理器读取的亮度变化的信息被转换成以——比如——电压电平或PWM信号的可变占空比宽度为形式的数字亮度调节信息，从而满足LCD灯的亮度调节需要。向逆变器施加亮度调节信息。根据亮度调节信息，该逆变器向LCD灯施加对应于所施加亮度调节信息的电压和电流，从而调节LCD灯的亮度。
这种LCD灯，特别是CCFL的一个重要特征是，该灯的亮度根据灯的温度而变化。也就是说，该LCD灯在到达预定温度之前，其呈现的亮度与其温度成正比地增长。一般，将使用LCD的系统设置在向LCD灯施加满足LCD灯在室温——比如，25℃一一下特性所决定的电压和电流。在这些系统中，LCD灯的亮度可根据用户的需要进行调节。
有两种使用LCD的常规系统。在一种常规系统中，其显示单元具有和系统主体分开的结构，它是盖状的，如在笔记本电脑中的；而在另一种常规系统中，其显示单元具有与系统主体整合一起的结构，如在(webpad)或PDA之中的。
在具有盖状的LCD显示单元的便携式系统中，在配备于该系统中的LCD灯周围的环境温度是根据在系统周围的环境温度、从LCD灯产生的热量以及在LCD灯周围设置的外围结构产生的热量来决定的。将LCD灯的温度提高到某个温度以上不可能的。此外，在LCD显示单元具有能够容易释放热量的结构的情况中，将难以使用LCD灯的温度特性，因为在LCD灯周围增加的温度是很小的。
在具有整合结构LCD显示单元的便携式系统中，在配备于系统中的LCD灯周围的环境温度，正如前一种情况，是根据系统周围的环境温度、从LCD灯产生的热量以及从设置在LCD灯周围的外围结构产生的热量来决定的。但是，从外围结构产生的热量能够容易地传递到LCD灯周围，因为LCD灯与系统主体合为一体。因此，该系统呈现的温度增量比具有盖状型LCD显示单元的系统的温度增量要高，所以它可以更加容易地应用LCD灯的温度特性。
然而，在整合型便携式系统中，难以预测LCD灯温度的充分增长，因为LCD灯的温度特性是被动地应用于该系统中的。
同时，逆变器的作用是向LCD灯施加根据从微处理器接收的亮度调节信息而变化的电压和电流。现在，将结合向LCD灯施加的电压和电流的变化来描述用于根据环境温度来调节LCD灯亮度的过程的例子。
在典型特定的便携式系统中，将0到5V的电压电平用作LCD灯的亮度调节信息。当亮度调节信息对应0V(1mA)时，LCD灯呈现亮度最小值。在对应于5V(6mA)的亮度调节信息上，LCD灯呈现最大的亮度值。在最小电平的亮度调节信息(即0V和1mA)和最大电平的亮度调节信息(即5V和6mA)之间有几个电平。在亮度调节信息相邻的电平之间的差值为0.5V(0.5mA)。于是有11个亮度调节信息的电平，第1个电平对应0V(1mA)，第2个电平对应0.5V(1.5mA)，以及最后一个电平，即第11个电平对应5V(6mA)。
假设设计了一种便携式系统，它包括一LCD灯，该灯具有的温度特性呈现每1℃5cd/m2的温度增长率，同时基于25℃的环境温度呈现150cd/m2的亮度。同时假设，向LCD灯施加5V(6mA)，也就是说，LCD灯处于亮度最大的状态(对应于第11电平)。在这种情况下，当在LCD灯周围的环境温度升高到27℃时，根据LCD灯的温度特性，LCD灯的亮度上升到160cd/m2。当在LCD灯周围的环境温度继续升高到28℃时，LCD灯的亮度升高到165cd/m2。当在LCD灯周围的环境的温度根据其继续的增长升高到29℃时，LCD灯的亮度升高到170cd/m2。从而，常规的系统存在这样的问题，即LCD灯的亮度不必要地随着环境温度的增长而增长。例如，在环境温度为29℃的条件下使用上述系统的情况中，LCD灯的亮度没有必要以20cd/m2上升到实际设定的值之上。
因此，必须发展一种系统，在其中，向LCD灯施加的电压和电流以对应于LCD灯亮度增量的量从实际设定值减小，该亮度增量是由各个环境温度引起的，从而有可能在维持对应于实际设定值的LCD灯亮度的同时减小功耗。
在施加给LCD灯的电压和电流随着环境温度而变化的情况中，有可能获得在室温高(例如，35℃或更高)的情况下能实际减少功耗的效果。然而，在室温不高的情况下，电池功耗的减小相对不太明显。虽然在室温高(例如，热区)的区域中功耗相对较低，但却不可能预期在室温低(例如，冷区)的区域中的低功耗。因此，必须发展一种系统，该系统通过使用所用LCD灯的温度特性，不管室温如何都能获得低功耗。
发明内容
因此，本发明就是考虑以上在相关技术中所涉及问题之后完成的，本发明的目的就是提供一种控制LCD器件功率的设备和方法，其中，施加给LCD灯的功率随着LCD灯的环境温度而改变，因此有可能在维持对应于所设计参考值的LCD灯的亮度的同时减小由LCD灯消耗的功率。
本发明的另一个目的是提供一种LCD器件的功率控制设备，其中，将产生热量的内部系统元件产生所产生的热量通过导管传递到LCD灯的周围，从而增加了LCD灯周围的环境温度，从而有可能在维持对应于所设计参考值的LCD灯的亮度的同时减小由LCD灯消耗的功率。
根据一个方面，本发明提供了一种控制液晶显示(LCD)器件功率的设备，它包括：LCD灯；用于检测LCD灯周围环境温度的温度检测装置；以及用于完成控制操作的控制装置，它从表中识别与LCD灯相关同时对应于所检测温度信息的所提供的功率信息，根据识别的所提供功率信息改变施加给LCD灯的电压和/或电流，并向LCD灯提供改变的电压和/或电流。
根据另一方面，本发明提供了一种控制液晶显示(LCD)器件功率的设备，它包括：根据其系统工作而产生热量的元件；热传递装置，其具有导管结构，从而将由热量产生元件产生的热提供给定义在LCD灯周围的热量收集区域；以及用于完成控制操作的控制装置，它向LCD灯提供与LCD灯周围的环境温度成正比的亮度调节电压和/或电流，该环境温度根据由逆变器传递的热量而增加。
根据另一方面，本发明提供了一种控制液晶显示(LCD)器件功率的方法，它包含步骤：(a)根据预定的温度向LCD灯提供电压和/或电流，并接收有关在LCD灯周围所测量温度的信息；(b)从表中识别与LCD灯相关同时对应于所接收温度信息的供应功率信息；以及(c)根据所识别的供应功率的信息，改变在步骤(a)向LCD灯提供的电压和/或电流，并向LCD灯提供改变了的电压和/或电流。
附图说明
在结合附图阅读了以下的详细描述之后，本发明的上述目的和其它特征及优点将变得更加明显，其中：
图1是描绘根据本发明的结构的示意图，该结构适合于在根据本发明的LCD器件功率控制装置中利用从系统内部产生的热量；
图2是描绘根据本发明的LCD器件功率控制设备的结构框图，该设备利用了从系统内部产生的热量；以及
图3是描绘与根据本发明的LCD器件功率控制方法相关的实施例的流程图。
具体实施方式
现在，将参考附图对与控制LCD器件功率的设备和方法相关的本发明的较佳
实施例作详细的描述。
图1是描绘适于在根据本发明较佳实施例的LCD器件功率控制设备中利用从系统(比如，笔记本电脑)内部所产生的热量的结构示意图。参考图1，在诸如CPU之类产生热量的部分110安装风扇120以散发从热量产生部分110产生的热量。在盖105下方设置导管130。在LCD灯150的周围形成热量收集部分140。导管130在风扇120的排热部分附近设置有一进口并有一连接于热量收集部分140的出口。安装在系统中的风扇120将从热量产生部分110产生的热量传递到与导管130相连的热量收集部分140。
在设置于热量收集部分140内的LCD灯150周围的环境温度受到传递给热量收集部分140的热量而增加。在LCD灯150周围增加的环境温度由设置在热量收集部分140所需位置上的温度传感器(未显示)检测。温度传感器向系统所包括的微处理器提供表示所检测环境温度的检测信号。
最好提供附加的风扇以防止热量通过导管130反向地流进系统中，或在热量收集部分140的所需部分提供排气部分，从而将传递到热量收集部分140的主要热空气从系统向外排放。
图2是描绘根据本发明较佳实施例的LCD器件功率控制设备的结构框图。
如图2所示，LCD器件功率控制设备包括温度传感器210、微处理器220、ROM表230、键盘控制器240以及逆变器250。
在ROM表230中，以表的形式存储了所需的信息，比如，关于和多个亮度电平相关的LCD灯亮度的信息。实际上，在ROM表230中存储了每个都对应于上述表的多个与LCD灯150周围环境温度相关的表。
温度传感器210检测LCD灯150周围的环境温度并将表示所检测环境温度的检测信号发送给微处理器220。
微处理器220从ROM表230读取对应于由温度传感器210所检测温度的亮度信息，并将读取的亮度信息发送给键盘控制器240。同时，微处理器220从键盘控制器240接收从根据用户选择的键输入单元100输入的亮度选择信号。为了响应亮度选择信号，微处理器220从ROM表230读取对应于亮度选择信号的亮度信息，并向键盘控制器240发送所读取的亮度信息。
键盘控制器240根据来自于微处理器220的亮度信息产生电压和电流的控制信号，并向逆变器250发送该电压和电流的控制信号。
响应了电压和电流的控制信号，逆变器250向LCD灯150施加对应的电压和电流。
温度传感器210在热量收集部分140中检测LCD灯150周围的环境温度。LCD灯150周围的环境温度，即热量收集部分140的内部温度，随着在系统中形成的热空气根据风扇的工作被引入热量收集部分140而升高。微处理器220向键盘控制器240施加根据由温度传感器210检测的温度确定的亮度信息。
微处理器220根据由温度传感器210检测的温度，从ROM表230读取能够允许LCD灯150维持参考亮度的亮度信息，并向键盘控制器240输出所读取的亮度信息。从而，可以控制LCD灯150维持恒定的亮度。
将参考以下的表1对根据本发明的控制操作进行更详细的描述。
                             表1
  亮度电平                 环境温度
25℃            29℃             35℃
  第1电平(0V，1mA)   50cd/m2   70cd/m2   100cd/m2
  ...   ...    ...   ...
  第6电平(2.5V，3.5mA)   100cd/m2   120cd/m2   150cd/m2
  ...   ...   ...   ...
  第9电平(4V，5mA)   130cd/m2   150cd/m2   180cd/m2
  第10电平(4.5V，5.5mA)   140cd/m2   160cd/m2   190cd/m2
  第11电平(5V，6mA)   150cd/m2   170cd/m2   200cd/m2
其中，参考LCD灯150周围的环境温度为25℃的情况将便携式系统中LCD灯150的亮度设置为对应第11电平，当LCD灯150周围的环境温度为25℃时，LCD灯150呈现150cd/m2的亮度。也就是说，在这种情况下，LCD灯150的参考亮度被设置为150cd/m2。当LCD灯150周围的环境温度随后以强行的方式被升高到35℃时，LCD灯150的亮度被升高到200cd/m2，除非施加到LCD灯150的电压(5V)和电流(6mA)被适当地改变。换言之，该系统呈现出亮度不必要地增加了50cd/m2。然而，这种问题可根据本发明而得到避免。也就是说，当LCD灯150周围的环境温度被升高到35℃时，该温度的增量由温度传感器210检测，随后则向微处理器220提供对应的检测信号。响应检测信号之后，微处理器220从与35℃环境温度相关的表中读取对应于150cd/m2参考亮度的亮度信息，也就是第6电平(对应2.5V和3.5mA)的亮度信息，并向键盘控制器240发送所读取到的亮度信息。根据第6电平的亮度信息，键盘控制器240控制逆变器250向LCD灯150施加2.5V的电压和3.5mA的电流。也就是说，在这种情况下，施加给LCD灯的电压和电流分别被减少了2.5V和2.5mA。
因此，可以减小施加给LCD灯150的电压和电流，同时通过在使用系统中的风扇来强行将热量传递给LCD灯150，以将施加本发明的LCD的亮度维持在相同的电平，从而升高LCD灯150周围的环境温度。由此，可减小系统的功耗。
图3是描绘与根据本发明的LCD器件功率控制的方法相关的实施例的流程图。
根据LCD器件的功率控制方法，先对微处理器220初始化从而根据给定的程序标准地处理施加给LCD器件的功率(步骤301)。在初始化以后，微处理器220从ROM表230读取对应于在LCD灯150周围的预定环境温度(比如，25℃)的亮度信息，并将读取的亮度信息发送给键盘控制器240。例如，该亮度信息可以是表1中第11电平的亮度信息。根据基于亮度信息对键盘控制器240的控制操作，逆变器250向LCD灯150施加比如5V的电压和比如6mA的电流(步骤302)。
在此时，风扇120通过导管130将系统操作所产生的热量加热的空气供给给设置在LCD灯150周围的热量收集部分140。即，热量被传递给热量收集部分140。结果，在LCD灯150周围的区域被传递给热量收集部分140的热量持续地加热。
随后，在LCD灯150周围的环境温度通过温度传感器210进行检测，而后则向微处理器220施加表示被检测温度的检测信号(步骤303)。根据检测信号，微处理器220判定在LCD灯150周围的环境温度是否高于25℃(步骤304)。
如果在步骤304判定，在LCD灯150周围的环境温度不高于25℃，则微处理器220接着判定是否有通过键输入单元输入的亮度选择信号(步骤305)。当在步骤305判定有输入亮度选择信号时，将对应于该亮度选择信号的亮度信息设置为新的参考LCD亮度信息(步骤306)。流程随后返回到步骤302。即，微处理器220从ROM表230读取与新的参考LCD亮度信息相关的亮度信息，并将读取的亮度信息发送给键盘控制器240。根据键盘控制器240的控制操作，逆变器250向LCD灯150施加对应于新设置亮度信息的电压和电流。随后，流程进行到步骤303，在该步骤，将表示LCD灯150周围环境温度的所检测到的信号施加给微处理器220。重复执行这些步骤。
反之，当在步骤305判定无输入的亮度检测信号时，则微处理器220维持控制操作，该操作适于根据逆变器250的操作向LCD灯150施加对应于25℃的所检测温度范围的功率，比如，5V的电压和6mA的电流(步骤307)。此后，流程返回到步骤303，在该步骤，向微处理器220施加表示LCD灯150周围环境温度的所检测到的信号。重复执行这些步骤。
同时，当在步骤304判定，在LCD灯150周围的环境温度高于25℃时，微处理器220则判定，在LCD灯150周围的环境温度是否不高于29℃(步骤308)。
当在步骤308判定，在LCD灯150周围的环境温度不高于29℃，则微处理器220判定是否有通过键输入单元输入的亮度选择信号(步骤309)。当在步骤309判定有输入亮度选择信号时，将对应于该亮度选择信号的亮度信息设置为新的参考LCD亮度信息(步骤306)。接着流程返回到步骤302。也就是说，微处理器220从ROM表230读取与新的参考LCD亮度信息相关的亮度信息，并向键盘控制器240发送该读取的亮度信息。根据键盘控制器240的控制操作，逆变器250向LCD灯150施加对应于新设置亮度信息的电压和电流。随后，流程进行到步骤303，在该步骤，将表示LCD灯150周围环境温度的所检测到的信号施加给微处理器220。重复执行这些步骤。
反之，当在步骤309判定无输入亮度选择信号时，微处理器220从ROM表230读取对应于超过25℃但不高于29℃的所检测温度范围的亮度信息，并向键盘控制器240发送读取的亮度信息。在键盘控制器240根据亮度信息的控制下，逆变器250向LCD灯150施加对应于亮度信息的功率，比如，4V的电压和5mA的电流(步骤310)。此后，流程返回到步骤303，在该步骤，将表示LCD灯150周围环境温度的检测信号施加给微处理器220。重复执行这些步骤。
同时，当在步骤308判定LCD灯150周围的环境温度高于29℃时，微处理器220判定是否有通过键输入单元输入的亮度选择信号(步骤311)。当在步骤311判定有输入亮度选择信号时，流程返回到步骤306，在该步骤，将对应于该亮度选择信号的亮度信息设置为新的参考LCD亮度信息。流程随后返回到步骤302。即，微处理器220从ROM表230读取与新的参考LCD亮度信息相关的亮度信息，并将读取的亮度信息发送给键盘控制器240。根据键盘控制器240的控制操作，逆变器250向LCD灯150施加对应于新设置亮度信息的电压和电流。随后，流程返回到步骤303，在该步骤，将表示LCD灯150周围环境温度的所检测到的信号施加给微处理器220。重复执行这些步骤。
反之，当在步骤311判定无输入亮度选择信号时，微处理器220从ROM表230读取对应于超过29℃的所检测温度范围的亮度信息，并将读取的亮度信息发送给键盘控制器240。在键盘控制器240根据亮度信息的控制下，逆变器250向LCD灯150施加对应于亮度信息的功率，比如，2.5V的电压和3.5mA的电流(步骤312)。此后，流程返回到步骤303，在该步骤，将表示LCD灯150周围环境温度的所检测到的信号施加给微处理器220。重复执行这些步骤。
在图3所描绘的实施例中，LCD灯周围的环境温度被分成三段，即不超过25℃的范围、超过25℃但不超过29℃的范围以及超过29℃的范围，从而适当地改变施加给LCD灯的电压和电流。但是，理想的是，将LCD灯周围的环境温度分割成更多数量的温度范围。
从以上描述中可以明显地看出，本发明提供了一种控制LCD功率的设备和方法，可在维持LCD亮度的同时减小由LCD消耗的功率。
虽然出于描绘目的披露了本发明的较佳实施例，技术熟练人士将理解，在不脱离所附权利要求中所揭示本发明的范围和精神的情况下可以作出多种修改、添加和替换。

Claims (6)

1.一种控制液晶显示(LCD)器件功率的设备，包括：
LCD灯；
温度检测装置，用于检测LCD灯周围的环境温度；以及
完成控制操作的控制装置，用于从表中识别与LCD灯相关同时对应于所检测温度信息的所提供的功率信息，根据识别的所提供功率信息改变施加给LCD灯的电压和/或电流，并向LCD灯提供改变的电压和/或电流。
2.一种控制液晶显示(LCD)器件功率的设备，包括：
根据其系统操作产生热量的元件；
热传递装置，其具有导管结构，从而将由热量产生元件产生的热提供给定义在LCD灯周围的热量收集区域；以及
完成控制操作的控制装置，用于通过逆变器向LCD灯提供亮度调节电压和/或电流，该电压和/或电流与随着所传递热增加的LCD灯周围的环境温度成正比。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括：
风扇装置，用于将由热量产生元件产生的热向外释放，同时向热传递装置供给释放的热量。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，该控制装置控制逆变器向LCD灯施加对应于亮度调节信号的电压和/或电流，以响应由用户选择所设置的亮度调节信号的输入。
5.一种控制液晶显示(LCD)器件功率的方法，包括步骤：
(a)根据预定的温度向LCD灯提供电压和/或电流，并接收关于在LCD灯周围测量的温度的信息；
(b)从表中识别与LCD灯相关同时对应于所接收温度信息的所提供的功率信息；以及
(c)根据识别的所提供功率信息改变在步骤(a)施加给LCD灯的电压和/或电流，并向LCD灯提供改变的电压和/或电流。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括步骤：
向LCD灯施加对应于亮度调节信号的电压和/或电流，以响应由用户选择所设置的亮度调节信号的输入。
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