专利名称：自动亮度限制电路保护显示装置阴极射线管的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明系提供一种显示装置的保护方法及装置，尤指可利用一新的自动亮度限制电路来保护阴极射线管的方法及装置。
许多电视、电脑的显示装置利用阴极射线管(Cathode Ray Tube)作为主要显像元件。习知阴极射线管包含有一荧光屏、一电子枪、以及一阳极，其中电子枪是由能发射电子的阴极、及能使电子集中成束并且加速、聚焦于荧光屏上的圆筒型电极所构成。电子枪会依据图像控制信号发射出电子流，并将电子流投射于荧光屏上以产生图像画面，而电子枪所发射出的电子流将由阴极射线管的阳极所收集而产生一阳极电流，故阳极电流的大小可以反映电子枪射出电子流的大小。阴极射线管的荧光屏上涂布有显像用的荧光物质，用来接受电子流的撞击而产生光点。当图像画面的亮度太亮时，短期间内大量电子的撞击将使荧光屏上的荧光物质被破坏、失效，因而降低阴极射线管的寿命。因此，采用阴极射线管的显示装置通常会设置有自动亮度限制电路(automatic bright limiting circuit，简称为ABL电路)。当图像画面的平均亮度达到某一预设值以上时，ABL电路将自动启动，以防止荧光屏上的荧光物质被烧毁、并防止其他相关线路受到伤害。
习知技术中已经提供数种不同设计方式的ABL电路。本发明的主要目的在于提供另一种新的ABL电路来达到限制阴极射线管阳极电流的目的，同时提出利用此ABL电路来进行保护的方法。
本发明提供的一种用来调整一显示装置的图像画面亮度的方法，该显示装置包含有一图像信号放大器，用来将一图像信号加以放大；一阴极射线管，其包含有一荧光屏于其前端，一电子枪于其后端用来将一电子流依据该被放大的图像信号的控制而投射至该荧光屏以使该荧光屏得以产生一图像画面，以及一阳极用来收集该电子枪所射出的电子流以产生一阳极电流；以及一自动亮度限制电路，电连接于该图像信号放大器之一控制端，用来自动控制该图像信号放大器的放大率，以及经由一返驰变压器而电连接至该阴极射线管的阳极，用来对该阳极提供该阳极电流，当该输入的图像信号使该荧光屏的图像画面变得过亮时，该自动亮度限制电路输入至该阳极的阳极电流会因此而变大，而该自动亮度限制电路则会同时降低该图像信号放大器的放大率以保护该荧光屏不会因为过大的阳极电流而降低寿命；其中该自动亮度限制电路中并包含一调整电路电连接于该图像信号放大器的控制端，以调整该荧光屏中图像画面的亮度，该方法包含有利用一亮度检测器以检测该荧光屏中图像画面的亮度；以及利用该调整电路调整该图像画面的亮度，使其到达一预定的亮度值。
本发明提供的一种显示装置，该显示装置包含有一图像信号放大器，用来将一图像信号加以放大；一阴极射线管，其包含有一荧光屏于其前端，一电子枪于其后端用来将一电子流依据该被放大的图像信号的控制而投射至该荧光屏以使该荧光屏得以产生一图像画面，以及一阳极用来收集该电子枪所射出的电子流以产生一阳极电流；以及一自动亮度限制电路，电连接于该图像信号放大器之一控制端，用来控制该图像信号放大器的放大率，以及经由一返驰变压器而电连接至该阴极射线管的阳极，用来对该阳极提供该阳极电流；其中该自动亮度限制电路包含有一第一电阻，与一电压源电连接于该第一电阻的第一端，而该返驰变压器以及该图像信号放大器的控制端则系电连接于该第一电阻的第二端，当该输入的图像信号使该荧光屏的图像画面变得过亮时，该电压源经由该第一电阻及该返驰变压器而输入至该阳极的阳极电流会因此而变大，并使该第一电阻第二端的电压降低，而该图像信号放大器则会因为该第一电阻第二端电压的降低而使其放大率随之而降低，以保护该荧光屏不会因为过大的阳极电流而降低寿命。
附图简要说明
图1为本发明显示装置的功能方框图；图2为图1显示装置的示意图。
请参阅图1，图1为本发明显示装置10的功能方框图。本发明显示装置10包含有一图像信号放大器12，一阴极射线管14，以及一ABL电路16。图像信号放大器12是用来接收来自电脑的图像信号(S)，并加以处理、放大。图像信号放大器12包含有一控制端24，用来依据一输入的控制电压来控制图像信号的放大率，输入控制电压大则放大率较大，输入控制电压小则放大率较小。阴极射线管14包含有一荧光屏18于其前端，一电子枪20于其后端用来将一电子流依据被放大的图像信号的控制而投射至荧光屏18，以使荧光屏18得以产生一图像画面，以及一阳极22用来收集电子枪20所射出的电子流以产生一阳极电流。
图1的ABL电路16电连接于图像信号放大器12的控制端24，用来控制图像信号放大器12的放大率，并经由一返驰变压器26而电连接至阴极射线管14的阳极22，以拮取并检测该阳极电流的大小。当来自电脑的图像信号使荧光屏18的图像画面平均亮度变得太大时，该阳极电流会因此而变大，ABL电路16会检测到这样的改变、并降低图像信号放大器12的放大率，以使阳极电流降低，以保护荧光屏18不会因为过强的电子流撞击而降低寿命。
请参考图2，图2为图1显示装置10的示意图。ABL电路16包含有一第一电阻(R1)28，一电压源(Vcc)30电连接于第一电阻的第一端27，而第一电阻的第二端29则电连接于返驰变压器26二次侧的一端、以及图像信号放大器12的控制端。由于图像信号放大器12的控制电流I4很小、可以忽略，因此I1约等于I2+I3、端点24的电压约等于端点29的电压。假设I3固定，当阳极电流I2变大时，I1也会变大，由于Vcc是固定的，因此I1经由第一电阻28所产生的压降会使端点29的电压降低，故端点24的电压降低，图像信号放大器I2的放大率也随之而降低。
ABL电路16另包含有一滤波器32以及一控制电路34。滤波器32为一电容(C1)，电连接于第一电阻的第二端29以及一接地线之间，用来去除阳极电流短期变化所造成的突波，使端点29的电压变化所反应出来的是平均阳极电流的大小变化、而非瞬间阳极电流的大小变化。控制电路34电连接于第一电阻的第二端29以及一接地线之间，用来微调第一电阻第二端29的电压。控制电路34包含有一开关38，一第二电阻(R2)40串联于第一电阻的第二端29与开关38之间，以及一微控制器(MCU，Micro Controller Unit)42用来控制开关38。微控制器42是以脉宽调制(Pulse-Width-Modulation)，利用控制开关38打开、关闭的时间长度(duty cycle)，来达到调整I3的目的。由于I1约等于I2+I3，因此I2固定时，若I3变大，则I1变大，故端点29的电压变小；若I3变小，则I1变小，故端点29的电压变大。藉由此种方法，控制电路34可以调整端点29的电压。控制电路34也可以简单地以一可变电阻来达成，藉由调整该可变电阻的电阻值来调整端点29的电压。
在显示装置的量产过程中，难免因元件本身或制程上的差异，使不同显示装置在正常操作下，其端点29的电压不尽相同。由于端点29的电压会影响到图像信号放大器12控制端24的电压，因此会影响图像信号放大器12的放大倍率、进而影响ABL电路16的启动时机。有些显示装置会在画面亮度到达一预设值之前、就提早启动ABL电路16，使显像品质受到影响；而另一些显示装置可能会在画面亮度远超过该预设值之后、才启动ABL电路16，但此时过强的电子流、过大的阳极电流可能已经对荧光屏上的荧光物质、或是相关线路造成难以弥补的伤害。为使每个显示装置都能在画面亮度到达该预设值时，正确地启动ABL电路16，本发明藉由一控制电路34来微调端点29的电压，以使不同的显示装置可以在一定的时点启动ABL电路16。如此一来，可以进一步确保在大量生产时，每一个显示装置都能在画面亮度到达该预设值的时刻启动ABL电路。
以下简述利用控制电路34、以调整正确ABL电路16启动时机的方法一、电脑输出一小方格的白色图像信号，使显示装置10在特定位置出现一小方格(如3英寸×3英寸)的白色图像。
二、在显示装置10的适当位置设置一亮度检测器50，以检测该小方格白色图像区域的亮度。(该亮度检测器50所检测的区域应略小于该白色图像的区域，以正确测得该区域的亮度)。
三、调整显示装置10的对比(contrast)，使该白色图像区域的亮度到达一预设标准，如60英尺-朗伯(FL，Foot Lambert)(1英尺-朗伯等于0.2919烛光/平方公尺)。(此时，虽然局部区域亮度很大，但是由于整个显示画面仍有大部分为黑色区域，因此平均亮度并不大，尚不至于启动ABL电路16。)四、电脑输出一全画面的白色图像信号，使显示装置10在所有显示区域出现白色图像。此时，由于画面的平均亮度很大，因此该显示装置10的ABL电路必然已经启动。由于ABL电路一旦启动，画面的平均亮度就会固定在一定水准，不会再上升，因此该亮度检测器50所测得的亮度即为此部显示装置10启动ABL电路16的时机。
五、利用微控制器42控制开关36的导通、关闭时间(duty cycle)，使亮度检测器50所测得的亮度值到达一期望值。如此一来，此显示装置10就会被设定在此时机启动ABL电路16。
在习知技术中，每个显示装置由于图像信号放大器12、阴极射线管14、返驰变压器26、电容C1、电阻R1特性的差异，因此启动ABL电路16的时机均不相同。透过上述的调整步骤，可以使所有显示装置10都在画面平均亮度到达一事先设定好的预设值时，启动ABL电路16。
相较于习知显示装置，本发明显示装置10利用新的ABL电路16调整阳极电流与图像信号放大率间的关系当来自电脑的图像信号使荧光屏的图像画面的平均亮度变得过大时，阴极射线管的阳极电流I2会因此而变大，ABL电路16会检测到这项改变，而送出一信号以降低图像信号放大器12的放大率，以保护荧光屏18不会因为过强的电子束而降低寿命，而其他相关线路也不会因为过大的平均阳极电流而受到伤害。本发明更包含一控制线路34，使生产线可以利用人工或是自动化设备，透过简单的操作，就达到精确调整ABL电路16启动时机的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡本发明的权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种用来调整一显示装置的图像画面亮度的方法，该显示装置包含有一图像信号放大器，用来将一图像信号加以放大；一阴极射线管，其包含有一荧光屏于其前端，一电子枪于其后端用来将一电子流依据该被放大的图像信号的控制而投射至该荧光屏以使该荧光屏得以产生一图像画面，以及一阳极用来收集该电子枪所射出的电子流以产生一阳极电流；以及一自动亮度限制电路，电连接于该图像信号放大器之一控制端，用来自动控制该图像信号放大器的放大率，以及经由一返驰变压器而电连接至该阴极射线管的阳极，用来对该阳极提供该阳极电流，当该输入的图像信号使该荧光屏的图像画面变得过亮时，该自动亮度限制电路输入至该阳极的阳极电流会因此而变大，而该自动亮度限制电路则会同时降低该图像信号放大器的放大率以保护该荧光屏不会因为过大的阳极电流而降低寿命；其中该自动亮度限制电路中并包含一调整电路电连接于该图像信号放大器的控制端，以调整该荧光屏中图像画面的亮度，其特征在于该方法包含有利用一亮度检测器以检测该荧光屏中图像画面的亮度；以及利用该调整电路调整该图像画面的亮度，使其到达一预定的亮度值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该自动亮度限制电路包含有一第一电阻，一电压源电连接于该第一电阻的第一端，而该返驰变压器以及该图像信号放大器的控制端则系电连接于该第一电阻的第二端，其中当该电压源经由该第一电阻及该返驰变压器而输入至该阳极的阳极电流变大时，会使该第一电阻第二端的电压降低，而该图像信号放大器则会因为该第一电阻第二端电压的降低而使其放大率随之而降低。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于该自动亮度限制电路另包含一滤波器电连接于该第一电阻的第二端以及一接地线之间，以使经由该第一电阻第二端及该返驰变压器而输入至该阳极的阳极电流，能经由该滤波器的滤波作用而去除短期变化所造成的突波。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于该滤波器系为一电容。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于该调整电路系电连接于该第一电阻的第二端以及一接地线之间，用来调整该第一电阻第二端的电压。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于该调整电路系为一可变的第二电阻，其可藉由调整其电阻值来调整该第一电阻第二端的电压。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于该调整电路包含有一开关以及一第二电阻串联于该第一电阻的第二端以及该接地线之间，以及一微控制器用来控制该开关，其中该微控制器系以脉宽调制来控制该开关以调整该第一电阻第二端的电压。
8.一种显示装置，其特征在于该显示装置包含有一图像信号放大器，用来将一图像信号加以放大；一阴极射线管，其包含有一荧光屏于其前端，一电子枪于其后端用来将一电子流依据该被放大的图像信号的控制而投射至该荧光屏以使该荧光屏得以产生一图像画面，以及一阳极用来收集该电子枪所射出的电子流以产生一阳极电流；以及一自动亮度限制电路，电连接于该图像信号放大器之一控制端，用来控制该图像信号放大器的放大率，以及经由一返驰变压器而电连接至该阴极射线管的阳极，用来对该阳极提供该阳极电流；其中该自动亮度限制电路包含有一第一电阻，与一电压源电连接于该第一电阻的第一端，而该返驰变压器以及该图像信号放大器的控制端则系电连接于该第一电阻的第二端，当该输入的图像信号使该荧光屏的图像画面变得过亮时，该电压源经由该第一电阻及该返驰变压器而输入至该阳极的阳极电流会因此而变大，并使该第一电阻第二端的电压降低，而该图像信号放大器则会因为该第一电阻第二端电压的降低而使其放大率随之而降低，以保护该荧光屏不会因为过大的阳极电流而降低寿命。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于该自动亮度限制电路另包含一控制电路电连接于该第一电阻的第二端以及一接地线之间，用来调整该第一电阻第二端的电压。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于该控制电路系为一可变的第二电阻，其可藉由调整其电阻值来调整该第一电阻第二端的电压。
11.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于该控制电路包含有一第二电阻以及一开关串联于该第一电阻的第二端以及该接地线之间，以及一微控制器用来控制该开关，其中该微控制器系以脉宽调制来控制该开关以调整该第一电阻第二端的电压。
12.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于该自动亮度限制电路另包含一滤波器电连接于该第一电阻的第二端以及一接地线之间，以使经由该第一电阻第二端及该返驰变压器而输入至该阳极的阳极电流，能经由该滤波器的滤波作用而去除短期变化所造成的突波。
13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于该滤波器系为一电容。
全文摘要
一种可用自动亮度限制电路来保护显示装置中阴极射线管的方法及其装置,该显示装置包含一图像信号放大器;一阴极射线管;一自动亮度限制电路,用来控制该图像信号放大器的放大率,以及用来检测阳极电流,该自动亮度限制电路更包含一控制电路,电连接于该图像信号放大器的控制端,以控制该荧光屏中图像画面的亮度,该方法包含:用一亮度检测器以检测荧光屏中图像画面的亮度;及用该控制电路调整该图像画面的亮度,使其到达一预定的亮度值,以便调整该自动亮度限制电路的启动时机。
文档编号H04N3/16GK1271231SQ9910488
公开日2000年10月25日 申请日期1999年4月15日 优先权日1999年4月15日
发明者谢长发 申请人:明碁电脑股份有限公司