TWI505713B - 薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法及系統 - Google Patents

薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法及系統 Download PDF

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Description

薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法及系統
本發明係關於一種提供電子裝置進行節能的方法與系統，特別是藉由薄膜太陽能電池板進行供電、充電與偵測的薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法及系統。
近年來，由於人們生活習慣的改變，電子裝置大量地被使用著，例如筆記型電腦(Notebook)、平板電腦(Pad)、智慧型手機(Smartphone)、電子書(Electronic Book)、個人數位助理(PDA)與影音多媒體播放裝置(MP3與MP4)等。
由於上述該等電子裝置皆係利用電池做為主要電力供應來源，故針對該電池所能供給電力的大小以及能提供可操作使用時間等的數據就變成十分重要。
傳統上，該等電子裝置的電源供給係可藉由例如在電子產品的有限空間中儘量地加大電池容量、設計更加省電的裝置或使用較為不耗電之元件，亦或者透過外加輔助電源的方式，用以延長該電子產品的續航力。
再者，除了上述傳統方法係可用以提高續航力外，另一種方式係減少該電子裝置中不必要電力的消耗，亦即對該等電子裝置的電源進行有效地管理。其中，該電子裝置中最為耗電的部分就是顯示螢幕的部分，以液晶型態的顯示螢幕為例說明，該液晶顯示螢幕係包含液晶單元與背光單元，而該背光單元的作用係產生發光源以提供該液晶單元進行顯示所需的顯示亮度。換言之，若該液晶單元無該發光源時，該液晶單元的顯示並無法提供使用者正常閱讀。然而，在該等電子裝置中，該背光單元產生該發光源的動作係十分地耗電，進而使得該背光單元成為該等電子裝置中最主要耗電的來源。
傳統技術中，為了能夠減少耗電量，係透過硬體或軟體的方式，用以加強對該等電子裝置的電源管理。就硬體方面，係會透過額外安裝的光感測器(例如光敏電阻等)進行對外部環境光源的檢測，使得當環境光源強烈時，該等電子裝置係控制該背光單元產生更大光強度的光源以供使用者可看清楚該液晶單元所顯示的畫面；反之，當環境光源變微弱時，可適度地將該背光單元的光強度降低至使用者可接受的範圍內，用以解決耗電的問題。
此外，以智慧型手機為例，係在聽筒的部分安裝額外的光感測器，使得當使用者接聽電話時關閉該背光單元，用以達到省電的功效。在軟體方面，係根據偵測使用者的使用狀態進行控制，例如當使用者在一持續時間內，未對該電子裝置進行作動時，該電子裝置進入等待、休眠或關機模式，用以達到節省電力的功效。
然而，額外增加的硬體(例如光感測器)亦同樣會消耗額外的電力，這對於電力的節省係屬於不利的部分。再者，配合該硬體的該軟體所能提供節能的部分，一般僅只是偵測使用者的使用狀態開啟或關閉背光單元，並無法提供該電子裝置進行有效的節能。
本發明之一目的係提供一種薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法，用於提供電子裝置根據外部光源自動地調整顯示螢幕的顯示亮度，用以達到節能的功效。
本發明之另一目的係提供一種薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，用於使具有顯示螢幕的電子裝置達到節能的功效。
為達上述目的與其它目的，本發明係提出一種薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法，係應用於具有顯示螢幕與殼體的電子裝置，其包含於該電子裝置設定第一臨界值與第二臨界值，且該第一臨界值係大於該第二臨界值，其中該第一臨界值與該第二臨界值係為電壓與電流之至少其一者；於殼體上貼附薄膜太陽能電池板，以供該電子裝置將外部一光源轉換成相對應的轉換電壓電流；以及，判斷該轉換電壓電流是否介於該第一臨界值與該第二臨界值之間，用於決定以該轉換電壓電流對該電子裝置持續地供電以維持該顯示螢幕的顯示亮度。
為達上述目的與其它目的，本發明係提出一種薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，係用於具有顯示螢幕的電子裝置，其包含殼體、薄膜層與控制單元。該殼體係供設置該顯示螢幕；該薄膜層係設置於該殼體之至少一部分，該薄膜層係供藉由吸收外部一光源而產生光電轉換，用以產生該轉換電壓電流；以及，該控制單元係預先地設定第一臨界值與第二臨界值，且該控制單元係連接該薄膜層，又該控制單元根據該轉換電壓電流分別地與該第一臨界值與該第二臨界值比較的結果，用以控制該顯示螢幕的顯示亮度，其中該第一臨界值與該第二臨界值係為電壓與電流之至少其一者。
與習知技術相較，本發明之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法及系統，係僅透過單一設置於殼體上的薄膜太陽能電池板(於本發明中亦定義為太陽能薄膜層)就同時能夠進行例如供電、充電與偵測的作動，用以提供該電子裝置能有效地進行電源管理。其中，該太陽能薄膜層係接收外部光源(例如太陽光、室內光或室外光)並形成可提供該電子裝置之電壓或電流，並且藉由判斷該之電壓或電流的大小，用以決定是否將該之電壓或電流直接地供電給該電子裝置使用，以及將該之電壓或電流儲存在電池中以達到充電的功效。
此外，特別的是，該電壓或電流的大小係可再進一步地用以決定該電子裝置對於耗能模組(例如顯示螢幕的亮度控制)進行控制(例如維持、增強或降低該顯示螢幕的亮度)而達到省能的功效。故本發明係提供一種有效的方法與系統，可藉由單一光電轉換的薄膜層，即可達到對該電子裝置進行有效的電源管理控制。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：參考第1圖，係本發明一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法的流程示意圖。於第1圖中，該薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法係應用於具有顯示螢幕與殼體的電子裝置。其中，該電子裝置係可為桌上型電腦、平板電腦、筆記型電腦、智慧型手機或其它具有顯示螢幕的電子產品。
此外，該薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法的方法步驟係起始於步驟S11，係於該電子裝置設定第一臨界值與第二臨界值，且該第一臨界值係大於該第二臨界值，其中該第一臨界值與該第二臨界值係為電壓與電流之至少其一者。於一實施例中，使用者或者該電子裝置的製造者係可在該電子裝置的內部透過軟體或是硬體預先地設定該第一臨界值與該第二臨界值，用於適應該電子裝置所處在的環境。其中，該軟體係可為操作在蘋果公司所發展的iOS、以Google公司為主的Android、Microsoft公司發展的Windows mobile與Win 8系列等作業系統平台；以及，該硬體係可為設定在唯讀記憶體、或是可抹除的記憶體、或是基本輸出輸入系統(Basic Input/Output System，BIOS)中。
舉例而言，於一實施例中，該電子裝置係為筆記型電腦，且該筆記型電腦中係已預先地設定電流為20毫安培(mA)的該第一臨界值，以及電流為10毫安培(mA)的該第二臨界值。
接著步驟S12，係於殼體上貼附薄膜太陽能電池板，以供該電子裝置將外部一光源轉換成相對應的轉換電壓電流。於此，該殼體係為用以包覆或是組裝該顯示螢幕。其中，該薄膜太陽能電池板係可為有機太陽能電池(Organic Photovoltaic)，用以吸收該外部光源(例如太陽光、室內光或室外光)，使得例如該有機太陽能電池中的小分子因為吸收了該外部光源的能量而產生電荷的轉移以形成直流電。再者，該薄膜太陽能電池板係可貼附在殼體之任一小面積或是大面積的表面上，亦或者設置在該電子裝置的該顯示螢幕上(由於薄膜太陽能電池板係可為透明的薄膜，不影響該顯示螢幕的使用)。
接續上述實施例，該薄膜太陽能電池板係可貼附在該筆記型電腦之該顯示螢幕的相對位置上。
再接著步驟S13，係判斷該轉換電壓電流是否介於該第一臨界電壓、電流與該第二臨界電壓、電流之間，用以決定對該電子裝置的該顯示螢幕持續地供電以維持該顯示螢幕的顯示亮度。於一實施例中，該判斷係可透過該電子裝置中的控制單元(例如獨立的控制晶片亦或者藉由為處理單元(central processing unit，CPU))進行比較與控制。
舉例而言，當該轉換電壓電流係為15毫安培時，由於該電流係介於第一臨界值(例如20mA)與該第二臨界值(例如10mA)之間，故使得該顯示螢幕的顯示亮度係可維持。
此外，除上述的比較結果，係又可再區分為以下二種態樣，其分述如下：
步驟S131，係該轉換電壓電流不小於(亦即大於或等於)該第一臨界值時，用以選擇性維持或增強該顯示螢幕的該顯示亮度。於此，係表示產生較大的電流，係除可維持該顯示螢幕的亮度外，亦可增強該顯示亮度。
舉例而言，當該轉換電壓電流係為30毫安培時，由於該電流係大於該第一臨界值(例如20mA)，故可提供使用者手動或者該電子裝置自動地提高或是維持該顯示螢幕的顯示亮度。
步驟S132，係當該轉換電壓電流不大於(亦即小於或等於)該第二臨界值時，降低該顯示螢幕的該顯示亮度，用於節省電源的消耗。
舉例而言，當該轉換電壓電流係為5毫安培時，由於該電流係小於該第二臨界值(例如10mA)，故可提供使用者手動或者該電子裝置自動地降地該顯示螢幕的顯示亮度。
最後，執行步驟S14，係重複地執行步驟S11~S13，用以使得該電子裝置係根據該外部光源轉換成該轉換電壓電流的大小進行動態地調整。
參考第2圖，係本發明另一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法的流程示意圖。於第2圖中，該薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法係應用於具有顯示螢幕與殼體的電子裝置。於第2圖係除包含前述的步驟S11~S14外，更包含步驟S21與步驟S22，步驟S21係在步驟S13之後提供該轉換電壓電流，用以對該電子裝置進行直接地充電或供電；以及，更可包含在步驟S21之後具有步驟S22，係轉換該轉換電壓電流成充電電壓電流，用以對該電子裝置直接地進行充電。
參考第3圖，係本發明一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統之結構示意圖。於第3圖中，該薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統10係用於具有顯示螢幕2的電子裝置4。
該薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統10係包含殼體12、薄膜層14與控制單元16。其中，該殼體12係供設置該顯示螢幕2。該薄膜層14係設置於該殼體12之至少一部分，該薄膜層係供藉由吸收外部光源OS而產生光電轉換，用以產生該轉換電壓電流CVI，例如該薄膜層14係為有機太陽能電池(Organic Photovoltaic)。於一實施例中，該薄膜層14係設置於該殼體12的外緣處與內緣處。
該控制單元16係預先地設定第一值FV與第二臨界值SV，且該控制單元16係連接該薄膜層14，又該控制單元16根據該轉換電壓電流CVI分別地與該第一臨界值FV與該第二臨界值SV比較的結果，用以控制該顯示螢幕2的顯示亮度。其中，於此定義該第一臨界值係大於第二臨界值，且該第一臨界值與該第二臨界值係可為電壓與電流之至少其一者。於一實施例中，該控制單元16係可為比較器(comparators)或微處理單元(CPU)。
舉例而言，一併參考第4(a)圖，當該控制單元16係為比較器的形態時，於本實施例中，係利用三個比較器CMP1、CMP2、CMP3分別地比較該轉換電壓電流CVI、該第一臨界值FV與第二臨界值SV，用以分別地形成具有三個控制區間控制訊號CS1、CS2、CS3，用以控制該顯示螢幕2之螢幕亮度。
舉例而言，若該比較器CMP1之正端係接收該轉換電壓電流CVI，以及負端係為該第一臨界值FV或第二臨界值SV，使得當該轉換電壓電流CVI之電壓係大於等於該第一臨界值FV時，則輸出該比較器的正飽和電壓+Vcc 以作為控制訊號CS1；反之，當該轉換電壓電流CVI之電壓係小於等於該第一臨界值FV，則輸出該比較器的負飽和電壓-Vcc 以作為控制訊號CS1。同樣地判斷方式亦同時出現於該比較器CMP2與CMP3。
可一併參照第4(b)圖的轉移特性曲線，亦即根據該轉換電壓電流CVI的大小(若假定該第一臨界值FV等於10伏特以及該第二臨界值SV等於5伏特)。當該轉換電壓電流CVI大於與等於10伏特時，則該控制信號CS3係皆輸出正飽和電壓+Vcc ；再接著當該轉換電壓電流CVI係小於該第一臨界值FV及大於該第二臨界值SV時，則該控制信號CS3輸出為0電壓；以及，當該轉換電壓電流CVI小於與等於5伏特時，則該控制信號CS3係皆輸出負飽和電壓-Vcc 。此外，係僅作為舉例說明，並不侷限於使用該比較器做為該控制單元16。
再者，根據該比較的結果，該控制訊號CS係包含當該控制單元判斷該轉換電壓電流CVI係不小於該第一臨界值FV時，用以選擇性控制維持或增強該顯示螢幕的該顯示亮度、當該控制單元判斷該轉換電壓電流CVI係介於該第一臨界值與該第二臨界值之間時，用以控制維持該顯示螢幕的該顯示亮度、以及當該控制單元判斷該轉換電壓電流係不大於該第二臨界值時，用以控制降低該顯示螢幕的該顯示亮度等三種態樣。
參考第5圖，係本發明另一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統之結構示意圖。於第5圖中，該薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統10係同樣用於具有顯示螢幕2的電子裝置4。於第5圖除包含前述實施例的該殼體12、該薄膜層14與該控制單元16外，更包含電池單元18。其中，該電池單元18係與該薄膜層14連接，且該薄膜層14係以該轉換電壓電流CVI對該電池單元18進行充電。
再者，該薄膜層14係更包含電壓轉換單元142，係用於轉換該轉換電壓電流CVI以形成充電電壓電流CVC至該控制單元16，用於判斷是否對該顯示亮度進行控制。於一實施例中，該電池單元18係與該薄膜層14連接，且該電池單元18係藉由該薄膜層14所產生的該充電電壓電流CVC進行充電。
故本發明之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法及系統，係僅透過單一設置於殼體上的薄膜太陽能電池板(於本發明中亦定義為太陽能薄膜層)就同時能夠進行例如供電、充電與偵測的作動，用以提供該電子裝置能有效地進行電源管理。其中，該太陽能薄膜層係接收外部光源並形成可用於該電子裝置之電壓或電流，並且藉由判斷該之該電壓或該電流的大小，用以決定是否將該電壓或該電流直接地供電給該電子裝置使用，以及將該電壓或該電流儲存在電池中用以進行充電。再者，該電源的大小係可再進一步地用以控制該電子裝置顯示螢幕的亮度用以達到節省電源的功效。
換言之，本發明係提供一種有效的方法與系統，可僅利用單一光電轉換的薄膜層，即可達到對該電子裝置進行有效的電源管理控制。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以下文之申請專利範圍所界定者為準。
2．．．顯示螢幕
4．．．電子裝置
10．．．顯示螢幕亮度與供電系統
12．．．殼體
14．．．薄膜層
142．．．電壓轉換單元
16．．．控制單元
18．．．電池單元
OS．．．外部光源
CVI．．．轉換電壓電流
FV．．．第一臨界值
SV．．．第二臨界值
CS、CS1、CS2、CS3．．．控制訊號
CVC．．．充電電壓電流
CMP1、CMP2、CMP3．．．比較器
S11~S14、S131~S132．．．方法步驟
第1圖係本發明一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法的流程示意圖；
第2圖係本發明另一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法的流程示意圖；
第3圖係本發明一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統之結構示意圖；
第4圖係說明第3圖中該控制單元的結構示意圖；以及
第5圖，係本發明另一實施例之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統之結構示意圖。
S11~S14、S131~S132．．．方法步驟

Claims (14)

  1. 一種薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法，係應用於具有顯示螢幕與殼體的電子裝置，其包含：於該電子裝置設定第一臨界值與第二臨界值，且該第一臨界值係大於該第二臨界值，其中該第一臨界值與該第二臨界值係為電壓與電流之至少其一者；於顯示螢幕上貼附薄膜太陽能電池板，以供該電子裝置將外部一光源轉換成相對應的轉換電壓電流，其中該薄膜太陽能電池板係為透明薄膜；以及判斷該轉換電壓電流是否介於該第一臨界值與該第二臨界值之間，用於決定以該轉換電壓電流對該電子裝置持續地供電以維持該顯示螢幕的顯示亮度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法，更包含該轉換電壓電流不小於該第一臨界值時，用以選擇性維持或增強該顯示螢幕的該顯示亮度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法，更包含該電子裝置直接地利用該轉換電壓電流進行供電。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法，更包含將該轉換電壓電流轉換成充電電壓電流，用以對該電子裝置之對電池單元進行充電。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電方法，更包含當該轉換電壓電流不大於該第二臨界值時，降低該顯示螢幕的該顯示亮度。
  6. 一種薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，係用於具有顯示螢幕的電子裝置，其包含：殼體，係供設置該顯示螢幕；薄膜層，係設置於該顯示螢幕之至少一部分，該薄膜層係供藉由吸收外部一光源而產生光電轉換，用以產生該轉換電壓電流，其中該薄膜層係為透明薄膜；以及控制單元，係預先地設定第一臨界值與第二臨界值，且該控制單元係連接該薄膜層，又該控制單元根據該轉換電壓電流分別地與該第一臨界值與該第二臨界值比較的結果，用以控制該顯示螢幕的顯示亮度，其中該第一臨界值與該第二臨界值係為電壓與電流之至少其一者。
  7. 如申請專利範圍第6項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，更包含電池單元係與該薄膜層連接，且該薄膜層以該轉換電壓電流對該電池單元進行充電。
  8. 如申請專利範圍第7項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，其中該薄膜層更包含電壓轉換單元，係將該轉換電壓電流轉換成充電電壓電流並利用該充電電壓電流對該電池單元進行充電。
  9. 如申請專利範圍第6項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝 置之顯示螢幕亮度與供電系統，其中該第一臨界值係大於第二臨界值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，其中當該控制單元判斷該轉換電壓電流係不小於該第一臨界值時，用以選擇性控制維持或增強該顯示螢幕的該顯示亮度。
  11. 如申請專利範圍第9項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，其中當該控制單元判斷該轉換電壓電流係介於該第一臨界值與該第二臨界值之間時，用以控制維持該顯示螢幕的該顯示亮度。
  12. 如申請專利範圍第9項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，其中當該控制單元判斷該轉換電壓電流係不大於該第二臨界值時，用以控制降低該顯示螢幕的該顯示亮度。
  13. 如申請專利範圍第6項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，其中該薄膜層係為有機太陽能電池(Organic Photovoltaic)。
  14. 如申請專利範圍第6項所述薄膜太陽能電池板調節電子裝置之顯示螢幕亮度與供電系統，其中該控制單元係為比較器。
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