TW201616486A - 適於驅動戶外顯示器的負載驅動裝置 - Google Patents

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Abstract

一種適於驅動戶外顯示器的負載驅動裝置，其包括：天候感測線路與顯示驅動器。其中，天候感測線路經配置以感測相應於戶外顯示器之設置區域的天候狀態，並據以提供隨天候狀態而改變的感測電壓訊號。顯示驅動器耦接於天候感測線路與戶外顯示器之間，且其經配置以反應於所述感測電壓訊號而驅動戶外顯示器以進行顯示。當天候狀態為陰天時，則所述感測電壓訊號在一預設電壓範圍內呈現線性變化，進而使得戶外顯示器的顯示亮度在最高亮度與最低亮度之間呈現線性變化。

Description

適於驅動戶外顯示器的負載驅動裝置
本發明是有關於一種負載驅動技術，且特別是有關於一種適於驅動戶外顯示器且具有(線性)調光作用的負載驅動裝置。
近年來，大型戶外顯示器/戶外顯示看板林立/設置於各大建築物的外牆，以供業者刊登廣告或傳遞訊息。然而，相應於大型戶外顯示器/戶外顯示看板的已知驅動技術都是採取固定的驅動方案，以至於大型戶外顯示器/戶外顯示看板的顯示亮度無論是晴天/白天或陰天/晚上都一樣地強烈，故而此現象不但會帶來嚴重的光害問題，而且也會造成夜間駕駛者的潛在行駛危險。
本發明提供一種適於驅動戶外顯示器且具有(線性)調光作用的負載驅動裝置，藉以有效地解決先前技術所述及的問題。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特 徵中得到進一步的了解。
於此，本發明之一示範性實施例提供一種適於驅動戶外顯示器且具有(線性)調光作用的負載驅動裝置，其包括：天候感測線路與顯示驅動器。其中，天候感測線路經配置以感測相應於戶外顯示器之設置區域的天候狀態，並據以提供隨天候狀態而改變的感測電壓訊號。顯示驅動器耦接於天候感測線路與戶外顯示器之間，且其經配置以反應於所述感測電壓訊號而驅動戶外顯示器以進行顯示。當天候狀態為陰天(或晚上)時，則所述感測電壓訊號會在一預設電壓範圍內呈現線性變化，進而使得戶外顯示器的顯示亮度會在最高亮度與最低亮度之間呈現線性變化。
於本發明的一示範性實施例中，當天候狀態為晴天時，則所述感測電壓訊號維持在一預設電壓準位，進而使得戶外顯示器的顯示亮度維持在最高亮度。在此條件下，天候感測線路可以包括：光敏電阻、NPN型雙載子接面電晶體、PNP型雙載子接面電晶體、第一電阻、第二電阻，以及第一NMOS電晶體。其中，光敏電阻的第一端耦接至一系統電壓。NPN型雙載子接面電晶體的集極耦接至所述系統電壓，而NPN型雙載子接面電晶體的射極則耦接至光敏電阻的第二端。PNP型雙載子接面電晶體的射極耦接至所述系統電壓，PNP型雙載子接面電晶體的集極則用以產生所述感測電壓訊號，而PNP型雙載子接面電晶體的基極則耦接至NPN型雙載子接面電晶體的集極。第一電阻的第一端耦接至所述系統電壓，而第一電阻的第二端則耦接至NPN型雙載子接面電晶 體的基極。第二電阻的第一端耦接至第一電阻的第二端，而第二電阻的第二端則耦接至一接地電位。第一NMOS電晶體的汲極耦接至NPN型雙載子接面電晶體的射極，第一NMOS電晶體的閘極耦接至所述系統電壓，而第一NMOS電晶體的源極則耦接至所述接地電位。
於本發明的一示範性實施例中，當天候狀態為雨天或霧天時，則所述感測電壓訊號維持在所述預設電壓準位，進而使得戶外顯示器的顯示亮度維持在所述最高亮度。在此條件下，天候感測線路可以更包括：第二NMOS電晶體、第一二極體、第二二極體、雨天感測器，以及霧天感測器。其中，第二NMOS電晶體的汲極耦接至第一NMOS電晶體的閘極，而第二NMOS電晶體的源極則耦接至所述接地電位。第一二極體與第二二極體的陰極耦接至第二NMOS電晶體的閘極。雨天感測器耦接至第一二極體的陽極，且其經配置以感測天候狀態是否為雨天。霧天感測器耦接至第二二極體的陽極，且其經配置以感測天候狀態是否為霧天。
於本發明的一示範性實施例中，天候感測線路可以更包括：由電阻(R)與電容(C)所組成的延遲單元，且其經配置以延遲並傳導所述感測電壓訊號至顯示驅動器。
於本發明的一示範性實施例中，天候感測線路可以更包括：重置二極體，耦接於延遲單元與所述系統電壓之間，且其經配置以於負載驅動裝置關機時，對延遲單元中的電容(C)進行放電以重置負載驅動裝置。
基於上述，本發明所提的負載驅動裝置因透過光敏電阻、雨天感測器和霧天感測器而能夠得知戶外顯示器所設置之區域的天候狀態。一旦天候狀態為晴天(白天)、雨天或霧天的話，則迫使戶外顯示器的顯示亮度維持在最高亮度。然而，一旦天候狀態為陰天(晚上)的話，則迫使戶外顯示器的顯示亮度在最高亮度與最低亮度之間呈現線性變化(例如：隨著時間越晚，則戶外顯示器的顯示亮度會從最高亮度線性變化至最低亮度)。如此一來，不但能夠趨緩/抑制光害的問題，而且也能夠降低夜間駕駛者的潛在行駛危險。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧負載驅動裝置
20‧‧‧戶外顯示器
101‧‧‧天候感測線路
103‧‧‧顯示驅動器
DLY‧‧‧延遲單元
S1‧‧‧雨天感測器
S2‧‧‧霧天感測器
R1~R10、RD、RT‧‧‧電阻
C1、CD‧‧‧電容
D1、D2、DR‧‧‧二極體
B1、B2‧‧‧雙載子接面電晶體(BJT)
Q1、Q2‧‧‧NMOS電晶體
CDS‧‧‧光敏電阻
VDD‧‧‧系統電壓
VDIM‧‧‧感測電壓訊號
BTmax‧‧‧最高亮度
BTmin‧‧‧最低亮度
GND‧‧‧接地電位
下面的所附圖式是本發明之說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之負載驅動裝置的系統架構圖。
圖2繪示為圖1之負載驅動裝置的方塊圖。
圖3繪示為圖2之負載驅動裝置的實施線路圖。
現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之負載驅動裝置10的系統架構圖。圖2繪示為圖1之負載驅動裝置10的方塊圖。圖3繪示為圖2之負載驅動裝置10的實施線路圖。請合併參閱圖1~圖3，負載驅動裝置10適於驅動任何類型的戶外顯示器(outdoor display)20，亦或戶外顯示看板(outdoor display billboard)，但並不限制於此。而且，負載驅動裝置10可以包括：天候感測線路(weather sensing circuit)101與顯示驅動器(display driver)103。
於本示範性實施例中，天候感測線路101經配置以感測相應於戶外顯示器20之設置區域的天候狀態(例如：晴天(白天)、陰天(晚上)、雨天、霧天等)，並據以提供隨天候狀態而改變的感測電壓訊號(sensing voltage signal)VDIM。另外，顯示驅動器103耦接於天候感測線路101與戶外顯示器20之間，且其經配置以反應於天候感測線路101所提供的感測電壓訊號VDIM而(例如)採用脈寬調變方案(PWM scheme，但並不限制於此)來驅動戶外顯示器20以進行(畫面)顯示。
在此先值得一提的是，當天候狀態為陰天(或晚上)時，則天候感測線路101所提供的感測電壓訊號VDIM會在一預設電壓範圍(例如：系統電壓VDD至接地電位GND的電壓範圍，但並不限制於此)內呈現線性變化，進而使得或迫使戶外顯示器20的顯 示亮度會在最高亮度(maximum brightness,BTmax)與最低亮度(minimum brightness,BTmin)之間呈現線性變化。另外，當天候狀態為晴天、雨天或霧天時，則天候感測線路101所提供的感測電壓訊號VDIM會維持在一預設電壓準位(例如：接地電位GND，但並不限制於此)，進而使得或迫使戶外顯示器20的顯示亮度維持在最高亮度(BTmax)。
詳細來說，如圖3所示，天候感測線路101可以包括：光敏電阻(photoresistor)CDS、NPN型雙載子接面電晶體(BJT)B1、PNP型雙載子接面電晶體(BJT)B2、電阻R1~R10、NMOS電晶體(Q1,Q2)、電容C1、二極體(D1,D2)、重置二極體DR、延遲單元(delay unit)DLY、雨天感測器(raining sensor)S1，以及霧天感測器(fogging sensor)S2。
於本示範性實施例中，光敏電阻CDS的第一端耦接至系統電壓VDD，而電容C1係與光敏電阻CDS並接。NPN型雙載子接面電晶體B1的集極(collector)可以經由電阻R4而耦接至系統電壓VDD，而NPN型雙載子接面電晶體B1的射極(emitter)則耦接至光敏電阻CDS的第二端。PNP型雙載子接面電晶體B2的射極耦接至系統電壓VDD，PNP型雙載子接面電晶體B2的集極則用以產生隨天候狀態而改變的感測電壓訊號VDIM，而PNP型雙載子接面電晶體B2的基極(base)則可以經由電阻R10而耦接至NPN型雙載子接面電晶體B1的集極。
電阻R1的第一端耦接至系統電壓VDD，而電阻R1的第 二端則可以經由電阻R3而耦接至NPN型雙載子接面電晶體B1的基極。電阻R2的第一端耦接至電阻R1的第二端，而電阻R2的第二端則耦接至接地電位GND。NMOS電晶體Q1的汲極(drain)可以經由電阻R5而耦接至NPN型雙載子接面電晶體B1的射極，NMOS電晶體Q1的閘極(gate)可以經由電阻(R6,R7)而分別耦接至接地電位GND與系統電壓VDD，而NMOS電晶體Q1的源極(source)則耦接至接地電位GND。
NMOS電晶體Q2的汲極耦接至NMOS電晶體Q1的閘極，而NMOS電晶體Q2的源極則耦接至接地電位GND。二極體(D1,D2)的陰極(cathode)可以經由電阻R9而耦接至NMOS電晶體Q2的閘極，而電阻R8則耦接於NMOS電晶體Q2的閘極與接地電位GND之間。雨天感測器S1耦接至二極體D1的陽極(anode)，且其經配置以感測天候狀態是否為雨天(註：若是，則輸出高準位(Hi)的感測訊號，反之則輸出低準位(Lo)的感測訊號)。霧天感測器S2耦接至二極體D2的陽極，且其經配置以感測天候狀態是否為霧天(註：若是，則輸出高準位(Hi)的感測訊號，反之則輸出低準位(Lo)的感測訊號)。
在此值得一提的是，在一可選擇性的示範性實施例中，部分的被動元件(R,C)是可以被省略不用的(亦即：可選擇的(option))，一切以不影響天候感測線路101的正常運作或實際設計/應用需求而論。
另外，延遲單元DIY係經配置以延遲並傳導感測電壓訊 號VDIM至顯示驅動器103。而且，延遲單元DLY可由延遲電阻RD、延遲電容CD，以及傳輸電阻RT所組成，但並不限制於此。其中，延遲電阻RD的第一端耦接至PNP型雙載子接面電晶體B2的集極。傳導電阻RT的第一端耦接至延遲電阻RD的第二端，而傳導電阻RT的第二端則傳導經延遲的感測電壓訊號VDIM至顯示驅動器103。延遲電容CD的第一端耦接至延遲電阻RD的第二端，而延遲電容CD的第二端則耦接至接地電位GND。於本示範性實施例中，延遲單元DLY可以避免負載驅動裝置10在環境光線瞬間變化太大時(例如閃電)而產生誤動作。相似地，在一可選擇性的示範性實施例中，延遲單元DLY可以被省略不用的(亦即：可選擇的(option))，一切以不影響天候感測線路101的正常運作或實際設計/應用需求而論。
重置二極體DR耦接於延遲單元DLY與系統電壓VDD之間，例如：重置二極體DR的陽極耦接至延遲電容CD的第一端，而重置二極體DR的陰極則耦接至系統電壓VDD。而且，重置二極體DR經配置以於負載驅動裝置10關機(shutdown)時，對延遲電容CD進行放電以重置負載驅動裝置10。如此一來，即可避免負載驅動裝置10再次啟動時所造成之戶外顯示器20之顯示亮度無謂的亮度變化。相似地，在一可選擇性的示範性實施例中，重置二極體DR可以被省略不用的(亦即：可選擇的(option))，一切以不影響天候感測線路101的正常運作或實際設計/應用需求而論。
基於上述，假設戶外顯示器20之設置區域的天候狀態為晴天(或白天)的話，則光敏電阻CDS會呈現低阻抗(約略等於1KΩ)。在此條件下，由於NPN型雙載子接面電晶體B1的射極電壓(VE)會高於其基極電壓(VB)，故而NPN型雙載子接面電晶體B1與PNP型雙載子接面電晶體B2會被同時截止，以至於感測電壓訊號VDIM會處於浮接狀態而呈現高阻抗(約略等於接地電位GND)。由此，顯示驅動器103將會反應於維持在0V的感測電壓訊號VDIM而驅動戶外顯示器20以進行(畫面)顯示，並且迫使戶外顯示器20的顯示亮度維持在最高亮度(BTmax)，以使得業者於戶外顯示器20所刊登的廣告或所傳遞的訊息在天候狀態為晴天(或白天)下比較能夠被看得清楚。
另一方面，假設戶外顯示器20之設置區域的天候狀態為雨天或霧天的話，則由於雨天感測器S1與霧天感測器S2其中之一會輸出高準位(Hi)的感測訊號，藉以導通(turn on)NMOS電晶體Q2，進而關閉(turn off)NMOS電晶體Q1。在此條件下，由於NPN型雙載子接面電晶體B1與PNP型雙載子接面電晶體B2亦會被同時截止，以至於感測電壓訊號VDIM會處於浮接狀態而同樣地呈現高阻抗(約略等於接地電位GND)。由此，顯示驅動器103將會反應於維持在0V的感測電壓訊號VDIM而驅動戶外顯示器20以進行(畫面)顯示，並且迫使戶外顯示器20的顯示亮度同樣地維持在最高亮度(BTmax)，以使得業者於戶外顯示器20所刊登的廣告或所傳遞的訊息在天候狀態為雨天或霧天下比較能夠被 看得清楚。
再者，假設戶外顯示器20之設置區域的天候狀態為陰天(或晚上)的話，則光敏電阻CDS的阻抗會隨著環境光線的逐漸變弱而逐漸呈現高阻抗。在此條件下，由於NPN型雙載子接面電晶體B1的基極電壓(VB)會高於其射極電壓(VE)，故而NPN型雙載子接面電晶體B1與PNP型雙載子接面電晶體B2會被同時導通，以至於感測電壓訊號VDIM會在一預設電壓範圍(即，0V~VDD之間)內呈現線性變化。由此，顯示驅動器103將會反應於呈現線性變化的感測電壓訊號VDIM而驅動戶外顯示器20以進行(畫面)顯示，並且迫使戶外顯示器20的顯示亮度會在最高亮度(BTmax)與最低亮度(BTmin)之間呈現線性變化(例如：隨著時間越晚，則戶外顯示器20的顯示亮度會從最高亮度(BTmax)線性變化至最低亮度(BTmin))，藉以實現對戶外顯示器20進行線性調光的作用。如此一來，不但能夠趨緩/抑制戶外顯示器20所帶來的光害問題，而且也能夠降低夜間駕駛者的潛在行駛危險。
綜上所述，本發明所提的負載驅動裝置10因透過光敏電阻CDS、雨天感測器S1和霧天感測器S2而能夠得知戶外顯示器20所設置之區域的天候狀態。一旦天候狀態為晴天(白天)、雨天或霧天的話，則迫使戶外顯示器20的顯示亮度維持在最高亮度(BTmax)，以使得業者於戶外顯示器20所刊登的廣告或所傳遞的訊息在天候狀態為晴天、雨天或霧天下比較能夠被看得清楚。然而，一旦天候狀態為陰天(晚上)的話，則迫使戶外顯示器20 的顯示亮度在最高亮度(BTmax)與最低亮度(BTmin)之間呈現線性變化(例如：隨著時間越晚，則戶外顯示器20的顯示亮度會從最高亮度(BTmax)線性變化至最低亮度(BTmin))，藉以實現對戶外顯示器20進行線性調光的作用。如此一來，不但能夠趨緩/抑制戶外顯示器20所帶來的光害問題，而且也能夠降低夜間駕駛者的潛在行駛危險。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧負載驅動裝置
20‧‧‧戶外顯示器
101‧‧‧天候感測線路
103‧‧‧顯示驅動器
DLY‧‧‧延遲單元
S1‧‧‧雨天感測器
S2‧‧‧霧天感測器
R1~R10、RD、RT‧‧‧電阻
C1、CD‧‧‧電容
D1、D2、DR‧‧‧二極體
B1、B2‧‧‧雙載子接面電晶體(BJT)
Q1、Q2‧‧‧NMOS電晶體
CDS‧‧‧光敏電阻
VDD‧‧‧系統電壓
VDIM‧‧‧感測電壓訊號
BTmax‧‧‧最高亮度
BTmin‧‧‧最低亮度
GND‧‧‧接地電位

Claims (11)

  1. 一種負載驅動裝置，適於驅動一戶外顯示器，該負載驅動裝置包括：一天候感測線路，其經配置以感測相應於該戶外顯示器之一設置區域的一天候狀態，並據以提供隨該天候狀態而改變的一感測電壓訊號；以及一顯示驅動器，耦接於該天候感測線路與該戶外顯示器之間，其經配置以反應於該感測電壓訊號而驅動該戶外顯示器以進行顯示，其中，當該天候狀態為陰天時，則該感測電壓訊號在一預設電壓範圍內呈現線性變化，進而使得該戶外顯示器的顯示亮度在一最高亮度與一最低亮度之間呈現線性變化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之負載驅動裝置，其中當該天候狀態為晴天時，則該感測電壓訊號維持在一預設電壓準位，進而使得該戶外顯示器的顯示亮度維持在該最高亮度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之負載驅動裝置，其中該天候感測線路包括：一光敏電阻，其第一端耦接至一系統電壓；一NPN型雙載子接面電晶體，其集極耦接至該系統電壓，而其射極則耦接至該光敏電阻的第二端；一PNP型雙載子接面電晶體，其射極耦接至該系統電壓，其集極則用以產生該感測電壓訊號，而其基極則耦接至該NPN型雙 載子接面電晶體的集極；一第一電阻，其第一端耦接至該系統電壓，而其第二端則耦接至該NPN型雙載子接面電晶體的基極；一第二電阻，其第一端耦接至該第一電阻的第二端，而其第二端則耦接至一接地電位；以及一第一NMOS電晶體，其汲極耦接至該NPN型雙載子接面電晶體的射極，其閘極耦接至該系統電壓，而其源極則耦接至該接地電位。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之負載驅動裝置，其中該天候感測線路更包括：一延遲單元，其經配置以延遲並傳導該感測電壓訊號至該顯示驅動器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之負載驅動裝置，其中該延遲單元包括：一延遲電阻，其第一端耦接至該PNP型雙載子接面電晶體的集極；一傳導電阻，其第一端耦接至該延遲電阻的第二端，而其第二端則傳導經延遲的該感測電壓訊號至該顯示驅動器；以及一延遲電容，其第一端耦接至該延遲電阻的第二端，而其第二端則耦接至該接地電位。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之負載驅動裝置，其中該天候感測線路更包括： 一重置二極體，耦接於該延遲單元與該系統電壓之間，其經配置以於該負載驅動裝置關機時，對該延遲電容進行放電以重置該負載驅動裝置，其中，該重置二極體的陽極耦接至該延遲電容的第一端，而該重置二極體的陰極則耦接至該系統電壓。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之負載驅動裝置，其中當該天候狀態為雨天或霧天時，則該感測電壓訊號維持在該預設電壓準位，進而使得該戶外顯示器的顯示亮度維持在該最高亮度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之負載驅動裝置，其中該天候感測線路更包括：一第二NMOS電晶體，其汲極耦接至該第一NMOS電晶體的閘極，而其源極則耦接至該接地電位；一第一二極體，其陰極耦接至該第二NMOS電晶體的閘極；一第二二極體，其陰極耦接至該第二NMOS電晶體的閘極；一雨天感測器，耦接至該第一二極體的陽極，且其經配置以感測該天候狀態是否為雨天；以及一霧天感測器，耦接至該第二二極體的陽極，且其經配置以感測該天候狀態是否為霧天。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之負載驅動裝置，其中該預設電壓範圍由該系統電壓與該接地電位所決定，而該預設電壓準位為該接地電位。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之負載驅動裝置，其中該天 候感測線路更包括：一第一電容，其與該光敏電阻並接；一第三電阻，其第一端耦接置該第一電阻的第二端與該第二電阻的第一端，而其第二端則耦接至該NPN型雙載子接面電晶體的基極；一第四電阻，耦接於該系統電壓與該NPN型雙載子接面電晶體的集極之間；一第五電阻，耦接於該NPN型雙載子接面電晶體的射極與該第一NMOS電晶體的汲極之間；一第六電阻，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地電位之間；一第七電阻，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該系統電壓之間；一第八電阻，耦接於該第二NMOS電晶體的閘極與該接地電位之間；一第九電阻，耦接於該第二NMOS電晶體的閘極與該第一和該第二二極體的陰極之間；以及一第十電阻，耦接於該PNP型雙載子接面電晶體的基極與該NPN型雙載子接面電晶體的集極之間。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之負載驅動裝置，其中該顯示驅動器採用一脈寬調變方案而驅動該戶外顯示器以進行顯示。
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