CN100544540C - 灯管寿命延长装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种延长LCD中灯管寿命的装置及方法，其分阶段降低灯管的亮度。该装置包括一图像信号输出单元、一缩放控制器(Scaler)、一微程序控制单元(MCU)、一转换器(Inverter)及一灯管。其中MCU又包括一中央处理单元(CPU)、一计时器及一存储器。图像信号输出单元输出图像信号；Scaler接收图像信号；MCU实时侦测Scaler中有无图像信号输入；若Scaler中无图像信号输入，MCU启动计时器记录无图像信号输入的持续时间(T)；CPU比较持续时间(T)与存储于存储器中的预设时间，以向Scaler发送控制信号，控制Scaler生成具相应占空比的PWM波，从而保持灯管当前亮度或将灯管亮度下降至相应预设亮度。利用本发明可实现分阶段降低灯管两端电流，减少由于电流的突变造成灯管壁上萤光粉的脱落，从而延长灯管的寿命。

Description

灯管寿命延长装置及方法

【技术领域】

本发明涉及一种延长灯管寿命的装置及方法，特别是涉及一种延长LCD中背景灯管寿命的装置及方法。

【背景技术】

众所周知，液晶显示器的图形单元由众多本身并不发光的液晶体构成的，液晶显示器的亮度主要由其背光组件决定，光源由背光组件中的高亮灯管(如冷阴极管)提供。由于高亮灯管是逐渐消耗的零件，长时间、高亮度的照明会加速其老化，而灯管的老化又会导致液晶显示器屏幕发黄。为避免由于灯管的老化而造成液晶显示器屏幕的发黄甚至黑暗，尽量延长灯管的使用寿命，使用者在需要暂时离开的情况下，一般选择将灯管亮度调低或关闭灯管。目前带液晶显示器的电脑，都允许使用者在电源管理中设置较短的屏幕关闭时间来减少灯管的损耗。有些带液晶显示器的电脑甚至还设置了更方便的快捷键，使用者只需按快捷键，即可快速关闭灯管。

然而，快速关闭灯管也会促成灯管的损耗。灯管亮度变化太大，加于灯管两端的电流在很短的时间内急剧变化，会促成灯管壁上萤光粉的脱落，从而加速灯管的老化。

所以需要提供一种灯管寿命延长装置，其可分阶段降低灯管的亮度，即分阶段将灯管两端的电流降低，减少由于电流的突变造成灯管壁上萤光粉的脱落，从而延长灯管的寿命。

【发明内容】

因此，针对先前技术所存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种灯管寿命延长装置及方法，其可分阶段降低灯管亮度，避免每次灯管亮度变化太大，灯管两端电流急剧变化而造成灯管的损耗。

本发明提供一种灯管寿命延长装置，其包括：一图像信号输出单元、一缩放控制器(Scaler)、一转换器(Inverter)、一微程序控制单元(MCU)、及一灯管。其中图像信号输出单元用于输出图像信号。Scaler用于控制图像的大小、缩放、对比、亮度，以及用于接收图像信号输出单元输出的图像信号，接受MCU的控制，生成具不同占空比的脉宽调制(Pulse-Width Modulation，PWM)波，并通过该PWM波控制灯管亮度的变化。MCU用于侦测Scaler中图像信号的输入情况，其包括一中央处理单元(Center Processing Unit，CPU)、一计时器、及一存储器，其中计时器用于记录每次Scaler中无图像信号输入的持续时间(T)；存储器用于存储多个预设时间(T1、T2......Tn)和多个预设百分比(X1％、X2％......Xn％)，其中多个预设百分比(X1％、X2％......Xn％)为灯管亮度下降后的亮度占该灯管正常亮度的百分比；CPU用于当Scaler中无图像信号输入时，比较计时器所累计时间(T)与存储于存储器中的多个预设时间，以向Scaler发出控制信号，控制Scaler生成具相应占空比的PWM波，从而保持灯管当前亮度或将灯管的亮度下降至相应预设百分比；及用于当图像信号输出单元有图像信号输出至Scaler时，控制Scaler生成具相应占空比的PWM波，通过该PWM波控制灯管恢复至正常亮度。转换器用于将Scaler生成之PWM波转换成控制灯管亮度的交流电。

本发明还提供一种灯管寿命延长的方法，其包括有如下步骤：(a)侦测Scaler中是否有图像信号输入；(b)若Scaler中无图像信号输入，启动计时器开始累计Scaler中无图像信号输入的持续时间；及(c)执行灯管亮度分阶段下降作业，结束。

其中步骤(c)执行灯管亮度分阶段下降作业，每一阶段还包括如下子步骤：(c1)实时判断Scaler中无图像信号输入的持续时间是否达到一预设时间；(c2)若Scaler中无图像信号输入的持续时间达到预设时间，将灯管亮度下降到灯管正常亮度的一预设百分比；(c3)若Scaler中无图像信号输入的持续时间未达到预设时间，保持灯管当前亮度，计时器继续累计Scaler中无图像信号输入的持续时间。

利用本发明可以分阶段降低灯管亮度，延长灯管的使用寿命。

【附图说明】

图1是本发明灯管寿命延长装置的结构示意图。

图2是本发明灯管寿命延长方法的流程图。

图3是本发明灯管寿命延长方法的分阶段执行灯管亮度下降作业流程图。

图4是本发明分三个阶段执行灯管亮度下降作业时，灯管的亮度变化示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，是本发明灯管寿命延长装置之结构示意图。该灯管寿命延长装置包括一图像信号输出单元1、一缩放控制器(Scaler)2、一转换器(Inverter)3、一微程序控制单元(Micro-programmable ControlUnit，MCU)4、以及一灯管5。其中，灯管5为本发明的被控制对象。图像信号输出单元1用于向Scaler 2输出图像信号。Scaler 2用于接收图像信号，及控制图像的大小、缩放、对比、亮度等。在本发明中，Scaler 2还接受MCU 4的控制，根据图像信号输出单元1向其输出图像信号的情况，生成具不同占空比的脉宽调制(Pulse-Width-Modulation，PWM)波，从而调节灯管5的亮度。MCU4包括有一中央处理单元(Center Processing Unit，CPU)41、一计时器42、一存储器43以及多个输入输出接口(I/O接口)44。计时器42及存储器43均与CPU 41相连，并受CPU 41的控制。计时器42用于记录每次Scaler 2中无图像信号输入的持续时间T。存储器43为ROM或RAM，并且其还可由其它非易失性(Nonvolatile)存储器代替，如PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory等。存储器43用于当分n个阶段降低灯管亮度时，存储n个预设时间(T1、T2......Tn)和n个预设百分比(X1％、X2％......Xn％)，其中n个预设百分比(X1％、X2％......Xn％)为灯管下降后的亮度占该灯管正常亮度的百分比，n为一大于或等于1的自然数。当取n为3，即分三个阶段降低灯管5的亮度时，存储于存储器43中的预设时间分别为T1(例如5秒)、T2(例如10秒)和T3(例如15秒)，预设百分比分别为X1％(例如60％)、X2％(例如40％)和X3％(例如0％)，即灯管5下降后的亮度分别为正常亮度的X1％、X2％和X3％。当计时器42所累计时间T等于T1时，灯管5的亮度下降为正常亮度的X1％；当计时器42所累计时间T等于T2时，灯管5的亮度下降为正常亮度的X2％；当计时器42所累计时间T等于T3时，灯管5的亮度下降为正常亮度的X3％。其中T1<T2<T3，X1％>X2％>X3％。CPU 41用于当Scaler 2中无图像信号输入时，比较计时器42所累计时间T与存储于存储器43中的预设时间Tn，以向Scaler2发送控制信号，控制Scaler 2生成具相应占空比的PWM波，通过该PWM波控制灯管5的亮度下降至相应预设百分比，即下降至正常亮度的Xn％；当Scaler 2中重新有图像信号输入时，CPU41控制Scaler 2生成具有相应占空比的PWM波，通过该PWM波控制灯管5恢复至正常亮度。多个I/O接口44用于连接灯管5与CPU 41，由此向灯管5发送CPU 41开关灯管5的控制信号。转换器3用于将Scaler 2生成的PWM波转换成交流电，以控制灯管5的亮度。

如图2所示，是本发明灯管寿命延长方法的流程图。首先MCU 4侦测Scaler 2中图像信号输入情况(步骤200)。判断Scaler 2中是否有图像信号输入(步骤201)。若Scaler 2中有图像信号输入，保持灯管正常亮度，流程结束(步骤202)。若Scaler 2中无图像信号输入，CPU 41启动计时器42开始累计Scaler 2中无图像信号输入的持续时间(步骤203)。同时MCU 4与Scaler 2共同分阶段执行灯管5亮度下降作业(详细描述见图3)(步骤204)。

如图3所示，是本发明分阶段执行灯管5亮度下降作业流程图。首先MCU 4侦测Scaler 2中图像信号输入情况(步骤300)。判断Scaler2中是否有图像信号输入(步骤301)。若Scaler2中无图像信号输入，则计时器42累计Scaler 2中无图像信号输入的持续时间T(步骤302)。CPU 41比较计时器42所累计的持续时间T与存储于存储器43中的预设时间Tn，判断T是否达到预设时间Tn(步骤303)。若T达到预设时间Tn，则MCU 4向Scaler 2发出第一控制信号，Scaler 2根据该第一控制信号生成具相应占空比的PWM波，通过该PWM波将灯管5的亮度降至正常亮度的Xn％，转执行步骤300(步骤304)。若T未达到预设时间Tn，则Scaler 2生成占空比不变的PWM波，从而保持灯管5当前的亮度，转执行步骤300(步骤305)。若Scaler 2中有图像信号输入，则MCU 4向Scaler 2发出第二控制信号，Scaler 2根据该第二控制信号生成具有相应占空比的PWM波，通过此PWM波将灯管5恢复至正常亮度(步骤306)。同时计时器停止累计时间并清零，流程结束(步骤307)。

如图4所示，是本发明分三个阶段执行灯管5亮度下降作业时，灯管5的亮度变化示意图。在第一阶段，若MCU 4未侦测到Scaler 2中有图像信号输入，则在计时器42所累计时间T达到存储于存储器43中的预设时间T1时，灯管5的亮度下降至正常亮度的X1％。在第二阶段，若MCU 4还未侦测到Scaler 2中有图像信号输入，则在计时器42所计时间T达到存储于存储器43中的预设时间T2时，灯管5的亮度下降至正常亮度的X2％。在第三阶段，若MCU 4仍未侦测到Scaler 2中有图像信号输入，则在计时器42所计时间T达到存储于存储器43中的预设时间T3时，灯管5的亮度下降至正常亮度的X3％。在上述三个阶段中，若MCU 4侦测到Scaler 2中有图像信号输入，则灯管5的亮度即由当前亮度恢复至正常亮度。

Claims (11)

1.一种灯管寿命延长装置，其可分阶段降低灯管的亮度，该装置包括一灯管，一缩放控制器用于接收图像信号，一微程序控制单元用于侦测缩放控制器中图像信号输入情况，其特征在于，其中：

该微程序控制单元还包括：

一计时器，用于记录每次缩放控制器中无图像信号输入的持续时间；

一储存器，用于存储多个预设时间与多个预设百分比，其中该多个预设百分比为灯管下降后的亮度占该灯管正常亮度的百分比；及

一中央处理单元，比较上述计时器所计持续时间与存储于上述存储器中的预设时间，以生成相应的控制信号；及

上述缩放控制器，还用于根据上述控制信号生成具不同占空比的脉宽调制波，并通过该脉宽调制波控制上述灯管的亮度。

2.如权利要求1所述的灯管寿命延长装置，其特征在于，还包括一图像信号输出单元，用于输出图像信号至缩放控制器中。

3.如权利要求1所述的灯管寿命延长装置，其特征在于，还包括一转换器，用于将上述缩放控制器所生成的脉宽调制波转换成控制灯管亮度的交流电。

4.如权利要求1所述的灯管寿命延长装置，其特征在于，当微程序控制单元侦测到缩放控制器中无图像信号输入时，该微程序控制单元向缩放控制器发送第一控制信号。

5.如权利要求4所述的灯管寿命延长装置，其特征在于，缩放控制器接收上述第一控制信号，并根据该第一控制信号生成一具有相应占空比的脉宽调制波，并通过该脉宽调制波控制灯管降低到相应的亮度。

6.如权利要求1所述的灯管寿命延长装置，其特征在于，当微程序控制单元侦测到缩放控制器中有图像信号输入时，该微程序控制单元向缩放控制器发送第二控制信号。

7.如权利要求6所述的灯管寿命延长装置，其特征在于，缩放控制器接收上述第二控制信号，并根据该第二控制信号生成一具有相应占空比的脉宽调制波，并通过该脉宽调制波控制灯管恢复到正常亮度。

8.如权利要求1所述的灯管寿命延长装置，其特征在于，所述计时器在微程控单元侦测到缩放控制器中无图像信号输入时开始计时，在缩放控制器中有图像信号输入时停止累计时间并清零。

9.一种灯管寿命延长方法，其可分阶段降低灯管的亮度，其特征在于，包括如下步骤：

侦测缩放控制器中是否有图像信号输入；

当缩放控制器中无图像信号输入时，启动一计时器开始累计缩放控制器中无图像信号输入的持续时间；及

执行灯管亮度分阶段下降作业，每一阶段包括：

实时地判断该持续时间是否达到一预设时间；

若该持续时间达到一预设时间，缩放控制器产生具相应占空比的脉宽调制波，并通过该脉宽调制波控制灯管的亮度下降到灯管正常亮度的一预设百分比；及

若该持续时间未达到预设时间，保持灯管当前亮度，计时器继续累计缩放控制器中无图像信号输入的持续时间。

10.如权利要求9所述的灯管寿命延长方法，其特征在于，其中执行灯管亮度分阶段下降作业，每一阶段还包括当缩放控制器中有图像信号输入时，该缩放控制器生成具相应占空比的脉宽调制波，并通过该脉宽调制波控制上述灯管恢复正常亮度的步骤。

11.如权利要求9所述的灯管寿命延长方法，其特征在于，其中执行灯管亮度分阶段下降作业，每一阶段还包括当灯管亮度下降到正常亮度的一预设百分比后，继续实时地侦测缩放控制器中是否有图像信号输入的步骤。

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