專利名稱：帶自動亮度調(diào)節(jié)電路的逆變器控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液晶顯示背光電源逆變器控制器，更具體的涉及一種包括自動亮度調(diào)節(jié)電路的逆變器控制器。本實用新型通常應(yīng)用在例如便攜式電腦和便攜式電子器件上的LCD屏顯示器，和/或單LCD屏顯示器和/或電視機顯示屏上。
背景技術(shù)：
圖1所示為一種帶一個常規(guī)LCD屏顯示器52的常規(guī)計算機系統(tǒng)10。其中的一個逆變器控制器150用來驅(qū)動一個或多個冷陰極熒光燈(CCFL)38a和/或38b，該控制器包括一個變壓器152和一個逆變器控制器154，這些都是為本領(lǐng)域所熟知的。一個光傳感器156用來產(chǎn)生一個顯示屏52的背景光信號。該計算機系統(tǒng)還包括一種常規(guī)系統(tǒng)CPU158。在該常規(guī)系統(tǒng)中，光傳感器和逆變器控制器是由系統(tǒng)CPU通過信號線和數(shù)據(jù)線101、102和103、104分別控制的。通常，這些信號線代表數(shù)據(jù)和/或時鐘信號，并能控制相應(yīng)的設(shè)備。光傳感器是根據(jù)LCD屏背景光來有效的設(shè)置屏幕亮度。但是，圖1所示的電路中需要系統(tǒng)CPU帶寬和系統(tǒng)CPU與控制器150之間的獨立布線。因此，在實現(xiàn)屏幕亮度控制的同時仍存在一種需求，即消除對系統(tǒng)CPU帶寬和額外布線的需求。
實用新型內(nèi)容從而，在本實用新型的一個示范性實施例中給出了一種用于LCD屏顯示器的亮度控制器，該控制器包括一個產(chǎn)生一個表示LCD屏背景光信號的光傳感器；一個接收該表示LCD屏背景光信號的查找表，該查找表能根據(jù)該表示LCD屏背景光信號從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出一個選定等級信號；以及一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給LCD屏的功率的逆變器電路。
本實用新型還給出了一種LCD屏，該LCD屏包括多個燈管；一個控制上述燈管亮度的亮度控制器，該亮度控制器又包括一個產(chǎn)生一個表示該LCD屏背景光信號的光傳感器；一個接收表示該LCD屏背景光信號的查找表，該查找表能根據(jù)表示該LCD屏背景光信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出一個選定等級信號；以及一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給LCD屏的功率的逆變器電路。
本實用新型還給出了一種包括LCD屏、燈管和亮度控制器的計算機系統(tǒng)。
在另一個示范性實施例中，本實用新型給出了一種用于LCD屏顯示器的主/從式亮度控制器，該控制器包括一個產(chǎn)生一表示LCD屏背景光信號的光傳感器；一個控制光傳感器來產(chǎn)生表示LCD屏幕背景光信號的微控制器；一個接收表示LCD屏背景光信號的查找表，該查找表根據(jù)表示LCD屏背景光信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出一個選定等級信號；以及一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給LCD屏的功率的逆變器電路。
因此，本實用新型給出了一種用于LCD屏的主模式自動亮度控制器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到對本實用新型的多種改進。例如，圖2和圖4所示的脈沖模式減光技術(shù)可以被相位位移技術(shù)和/或其它為本領(lǐng)域熟知的減光技術(shù)所代替；轉(zhuǎn)讓給同一受讓人的美國專利No.6,396,722披露了一種上述相位位移技術(shù)，在此引作參考。在該實例中，查找表LUT產(chǎn)生的目標(biāo)亮度信號可以用作為一個參考信號來適當(dāng)調(diào)整逆變器開關(guān)的相位，從而產(chǎn)生期望的亮度等級。另外，在多燈管情況下本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)知道，查找表LUT能產(chǎn)生多個目標(biāo)亮度信號，每一個信號用在每個燈管的逆變器上。查找表LUT可以采用有一個輸入輸出表的寄存器或EEPROM設(shè)備構(gòu)建而成。當(dāng)然，也可以用處理器來代替LUT，但是，這樣會增加該設(shè)備的總成本。
值得本領(lǐng)域的技術(shù)人員重視的是，雖然下面的詳細描述是基于給出的較佳實施例，但是本實用新型并不僅僅局限于這些實施例。反而，本實用新型涉及范圍廣泛，其范圍僅由相應(yīng)權(quán)利要求限定。
本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在下面的詳細描述過程中得到充分體現(xiàn)，詳細描述中請參照附圖及其相關(guān)數(shù)據(jù)、元件標(biāo)號。


圖1所示為一個便攜式電腦的逆變器控制器系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖2所示為本實用新型的一個示范性逆變器控制器的框圖，該逆變器控制器包括自動亮度調(diào)節(jié)電路；圖3所示為本實用新型的一個示范性主模式逆變器控制器的系統(tǒng)框圖；圖4所示為本實用新型的一個示范性主/從式逆變器控制器的框圖，該主/從式逆變器控制器包括自動亮度調(diào)節(jié)電路。
具體實施方式
圖2所示為本實用新型的一個示范性逆變器控制器系統(tǒng)100的框圖，該逆變器控制器系統(tǒng)包括自動亮度調(diào)節(jié)電路。通常，本實用新型的控制器100包括調(diào)節(jié)LCD屏亮度的板上電路，其與系統(tǒng)CPU之間不需要信號線。一個示范性實施例中控制器100包括一個光傳感器12和一個產(chǎn)生一個表示可程式化亮度等級信號的查找表(LUT)26。更有優(yōu)勢的是，本實用新型包括能控制LCD屏幕亮度但不需要與計算機系統(tǒng)CPU之間通信的電路，這種通信在常規(guī)亮度調(diào)節(jié)模塊中是必需的。
如上所述，光傳感器12監(jiān)視LCD屏工作環(huán)境的背景光，并輸出一個表示當(dāng)前背景光總量(或一定比例)的信號13。在該示范性實施例中給出了一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)24，其根據(jù)輸入信號13產(chǎn)生多個二進制信號25。如圖所示四個二進制信號能產(chǎn)生16個亮度等級，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道可以通過增加或減小A/D轉(zhuǎn)換器的位元深度(bitdepth)來達到一個期望的分辨率。查找表(LUT)26接收表示背景光的二進制數(shù)并為LCD屏產(chǎn)生一個目標(biāo)/期望亮度。例如，LUT包括多個代表二進制輸入數(shù)值的列和相應(yīng)的代表屏幕期望/目標(biāo)亮度的列。目標(biāo)屏幕亮度值的設(shè)定可以基于線性分割(也就是說由模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器的位元深度(bit depth)確定的平均分割)、加權(quán)分割、對數(shù)分割等。本示范性實施例所示的LUT為四個數(shù)字輸入和一個數(shù)字輸出，盡管如此，該LUT可以依據(jù)實際應(yīng)用適應(yīng)任何數(shù)量的輸入和/或輸出。這種構(gòu)造是為本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的。當(dāng)然，LUT的實現(xiàn)還有多種方式，上述描述只代表一個示范性實施例。
LUT26的輸出信號為一個期望/目標(biāo)屏幕亮度信號。可選擇的是D/A轉(zhuǎn)換器28可把LUT26的輸出轉(zhuǎn)換為一個模擬信號，盡管如果逆變器電路能接收預(yù)先設(shè)置的數(shù)字信號，則D/A轉(zhuǎn)換器可以被省略。在任何情況下，目標(biāo)屏幕亮度信號是用作逆變器的一個控制信號，例如閉環(huán)反饋系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)屏幕中燈管的功率(亮度)的門限值。圖2所示的示范性實施例中，功率調(diào)節(jié)(例如減光)是通過采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)脈沖模式減光技術(shù)(burst mode dimming techniques)來完成的。
在本實施例中，目標(biāo)亮度信號是低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器30的輸入，該發(fā)生器產(chǎn)生一個脈沖模式信號來調(diào)節(jié)屏幕燈管的功率。利用脈沖模式技術(shù)給多燈管供電的方式已在轉(zhuǎn)讓給同一受讓人的美國專利No.6,501,234中披露，并在此引作參考。本質(zhì)上，目標(biāo)亮度信號設(shè)置由低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器30產(chǎn)生的脈沖模式信號的脈沖寬度。低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器30還包括一個用戶優(yōu)先開關(guān)(user override switch)32，該開關(guān)不考慮目標(biāo)亮度信號的值，而是把亮度設(shè)置為用戶定義的值。
然后，逆變器電路34利用發(fā)生器30產(chǎn)生的脈沖模式信號，把一個直流DC信號轉(zhuǎn)換為一個交流AC信號。變壓器36把該交流AC信號升高到一個足夠高的電壓來點亮燈管38并使燈管38工作于穩(wěn)定狀態(tài)。逆變器電路包括一個全橋式(4個開關(guān))、半橋式(2個開關(guān))、Royer式、推挽式、Class-D式和其它形式的本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的逆變器電路。
圖2所示的實施例中，逆變器基本上響應(yīng)光傳感器產(chǎn)生的信號，并且消除了控制器100與系統(tǒng)CPU之間布線的需要。圖3的實施例中給出了一種主模式控制器電路，與圖2不同的是，其包括一個作為控制光傳感器的主控制器的逆變器控制器。
參考圖3，根據(jù)本實用新型的另一個示范性實施例，一個便攜式計算機系統(tǒng)10’帶有一種主模式自動亮度控制器200。該控制器200包括一個逆變器控制器202、一個光傳感器12和一個變壓器36，該控制器能控制一個或多個CCFL燈管38a和/或38b。本實施例的逆變器控制器202包括一個直接查詢光傳感器12從而請求背景光環(huán)境相關(guān)信息的電路。因此，控制器202為主動設(shè)備，而光傳感器12為從動設(shè)備。本實施例也消除了控制器200與系統(tǒng)CPU50之間的通信布線軌跡(例如，通信信道54和56)。因此，控制器202為主動設(shè)備，而光傳感器12為由主動設(shè)備控制的從動設(shè)備。
圖4所示為一個根據(jù)圖3的主從式實施例的示范性控制器202。除給出了一個光傳感器微控制器204，該控制器202與圖2所示的控制器100相似。該微控制器能產(chǎn)生一個觸發(fā)光傳感器的控制信號206，例如，從而使光傳感器檢測LCD屏的背景光(例如，查詢光傳感器)。如上所述，背景光信號208依次經(jīng)微控制器204處理，接著用在查找表LUT26和逆變器電路34中。微控制器204包括一個在預(yù)先設(shè)定或用戶自定義的時間間隔查詢光傳感器的電路。
因此，本實用新型給出了一種用于LCD屏的主模式自動亮度控制器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到對本實用新型的多種改進。例如，圖2和圖4所示的脈沖模式減光技術(shù)可以被相位位移技術(shù)和/或其它為本領(lǐng)域熟知的減光技術(shù)所代替；轉(zhuǎn)讓給同一受讓人的美國專利No.6,396,722披露了一種上述相位位移技術(shù)，在此引作參考。在該實例中，查找表LUT產(chǎn)生的目標(biāo)亮度信號可以用作為一個參考信號來適當(dāng)調(diào)整逆變器開關(guān)的相位，從而產(chǎn)生期望的亮度等級。另外，在多燈管情況下本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)知道，查找表LUT能產(chǎn)生多個目標(biāo)亮度信號，每一個信號用在每個燈管的逆變器上。查找表LUT可以采用有一個輸入輸出表的寄存器或EEPROM設(shè)備構(gòu)建而成。當(dāng)然，也可以用處理器來代替LUT，但是，這樣會增加該設(shè)備的總成本。
上述這些或其它改進對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說都是顯而易見的，所有的這些改進都認為是在本實用新型的精神范圍之內(nèi)，都受限于本實用新型的權(quán)利要求。
權(quán)利要求1.一種用于LCD屏顯示器的亮度控制器，其特征在于所述亮度控制器包括一個產(chǎn)生一個表示所述LCD屏背景光信號的光傳感器；一個接收表示所述LCD屏背景光信號的查找表，所述查找表能根據(jù)表示所述LCD屏背景的光信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出一個選定等級信號；和一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給LCD屏的功率的逆變器電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亮度控制器，其特征在于所述亮度控制器還包括一個數(shù)模A/D轉(zhuǎn)換器電路，所述數(shù)模A/D轉(zhuǎn)換器電路接受所述表示所述LCD屏背景光的信號并產(chǎn)生一個期望位元深度(bitdepth)的數(shù)字信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亮度控制器，其特征在于所述亮度控制器還包括一個脈沖模式減光信號發(fā)生器電路，所述脈沖模式減光信號信號發(fā)生器電路包括一個低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器，所述低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器接收所述目標(biāo)屏幕亮度等級信號，并根據(jù)從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出的所述選定等級信號產(chǎn)生一個具有一定脈沖寬度的脈沖模式信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亮度控制器，其特征在于所述逆變器電路可從包括全橋式、半橋式、推挽式、Royer式和Class D式的逆變器電路組中選出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亮度控制器，其特征在于所述LCD屏包括多個接收至少一個所述逆變器電路的功率的燈管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亮度控制器，其特征在于所述查找表包括一個有輸入值和相應(yīng)輸出值的寄存器，所述輸入值由所述表示LCD屏背景光的信號表示，所述輸出值由所述多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號表示。
7.一種LCD屏，其特征在于所述LCD屏包括多個燈管；和一個控制所述燈管亮度的亮度控制器，所述亮度控制器包括一個產(chǎn)生一個表示所述LCD屏背景光信號的光傳感器；一個接收表示所述LCD屏背景光信號的查找表，所述查找表能根據(jù)表示所述LCD屏背景光的所述信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出一個選定等級信號；和一個接收所述多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給所述燈管的功率的逆變器電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LCD屏，其特征在于所述亮度控制器還包括一個脈沖模式減光信號發(fā)生器電路，所述脈沖模式減光信號發(fā)生器電路包括一個低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器，所述低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器接收所述目標(biāo)屏幕亮度等級信號，并根據(jù)從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出的所述選定等級信號產(chǎn)生一個具有一定脈沖寬度的脈沖模式信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LCD屏，其特征在于所述逆變器電路可從包括全橋式、半橋式、推挽式、Royer式和Class D式的逆變器電路組中選出。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LCD屏，其特征在于所述查找表包括一個有輸入值和相應(yīng)輸出值的寄存器，所述輸入值代表所述表示LCD屏背景光的信號，所述輸出值代表所述多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號。
11.一種計算機系統(tǒng)，其特征在于所述計算機系統(tǒng)包括一個LCD屏顯示器；多個用于照亮所述LCD屏顯示器的燈管；和一個控制所述燈管亮度的亮度控制器，所述亮度控制器包括一個產(chǎn)生一個表示所述LCD屏背景光信號的光傳感器；一個接收表示所述LCD屏背景光信號的查找表，所述查找表能根據(jù)表示所述LCD屏背景光的信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級中挑出一個選定等級信號；和一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給所述燈管的功率的逆變器電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述亮度控制器還包括一個脈沖模式減光信號發(fā)生器電路，所述信號發(fā)生器電路包括一個低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器，所述低頻脈寬調(diào)制PWM信號發(fā)生器接收所述目標(biāo)屏幕亮度等級信號，并根據(jù)從多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中挑出的所述選定等級信號產(chǎn)生一個具有一定脈沖寬度的脈沖模式信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述逆變器電路可從包括全橋式、半橋式、推挽式、Royer式和Class D式的逆變器電路組中選出。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述查找表包括一個有輸入值和相應(yīng)輸出值的寄存器，所述輸入值代表所述表示LCD屏背景光的信號，所述輸出值代表所述多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述燈管包括冷陰極熒光燈。
16.一種用于LCD屏顯示器的主/從式亮度控制器，其特征在于所述亮度控制器包括一個產(chǎn)生一個表示所述LCD屏背景光信號的光傳感器；一個控制所述光傳感器從而產(chǎn)生所述表示所述LCD屏背景光信號的微控制器；一個接收表示所述LCD屏背景光信號的查找表，所述查找表能根據(jù)表示所述LCD屏背景光的信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級中挑出一個選定等級信號；和一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給所述LCD屏的功率的逆變器電路。
17.一種LCD屏，其特征在于所述LCD屏包括多個燈管；和一個控制所述燈管亮度的亮度控制器，所述亮度控制器包括一個產(chǎn)生一個表示所述LCD屏背景光信號的光傳感器；一個控制所述光傳感器從而產(chǎn)生所述表示所述LCD屏背景光信號的微控制器；一個接收表示所述LCD屏背景光信號的查找表，所述查找表能根據(jù)表示所述LCD屏背景光的信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級中挑出一個選定等級信號；和一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給所述燈管的功率的逆變器電路。
18.一種計算機系統(tǒng)，其特征在于所述計算機包括一個LCD屏顯示器；多個用于照亮所述LCD屏顯示器的燈管；和一個控制所述燈管亮度的亮度控制器，所述亮度控制器包括一個產(chǎn)生一個表示所述LCD屏背景光信號的光傳感器；一個控制所述光傳感器從而產(chǎn)生所述表示所述LCD屏背景光信號的微控制器；一個接收表示所述LCD屏背景光信號的查找表，所述查找表能根據(jù)表示所述LCD屏背景光的信號，從多個目標(biāo)屏幕亮度等級中挑出一個選定等級信號；和一個接收多個目標(biāo)屏幕亮度等級信號中的一個信號，從而控制輸送給所述燈管的功率的逆變器電路。
專利摘要本實用新型給出了一種用于LCD屏顯示器的帶自動亮度調(diào)節(jié)電路的逆變器控制器。在一個示范性實施例中，該控制器包括一個接收表示LCD屏背景光信號的查找表，該查找表產(chǎn)生一個與期望屏幕亮度相對應(yīng)的信號。該與期望屏幕亮度相對應(yīng)的信號在常規(guī)型反饋逆變器電路中被用作一個門限信號，該常規(guī)型反饋逆變器電路給LCD屏上的燈管供電。在另一個示范性實施例中給出了一種主控制器，該主控制器包括一個光傳感器控制器，該光傳感器控制器查詢一個從光傳感器從而產(chǎn)生一個表示LCD屏背景光的信號。
文檔編號G09G5/10GK2735494SQ20032010392
公開日2005年10月19日 申請日期2003年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月7日
發(fā)明者林永霖 申請人:美國凹凸微系有限公司