专利名称：液晶显示器自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种自动控制装置，特别是针对液晶显示器此类对于环境亮度特别敏感的显示装置，提出一种自动根据环境亮度变化而动态地调整显示参数的自动控制电路。
液晶显示器是属于一种平面显示技术(flat panel display)，广泛地运用于各种便携式电脑、笔记本电脑，甚至于取代一般台式电脑所使用的阴极射线管(CRT)显示器。其主要原理是通过扭转液晶分子的不同状态来控制象素是否点亮。在液晶显示器中的液晶分子，本身并不会发光，而是用来引导改变光线的极化方向(polarization)。液晶分子是由两层玻璃基板所夹住，而其外侧分别设置极化方向呈垂直关系的极化板(polarization filter)。液晶分子在一般状态下，是随着基板的凹槽排列，以便将经过一极化板过滤为某一极化方向的光线，转向为另一极化板所允许通过的极化方向，此时对应的象素为点亮的；而当液晶分子受到外来电流改变其扭转状态时，则光线便无法通过，此时对应的象素为熄灭的。通过象素的点亮和熄灭以及配合适当的滤色镜(colorfilter)，便可以产生可视图像。
液晶显示器的最大优点在于其体积和重量的大幅下降。液晶显示器不需要CRT显示器的电子枪加速结构，因此在面板後方延伸部分非常短，相对地，CRT显示器的延伸部分长度(主要为电子加速部分)则一般会与显示区域大小成正比。另外，CRT显示器为了防止真空的内爆现象，玻璃屏壁也相当厚，增加了总体重量，而液晶显示器则无此现象。这使得液晶显示器广泛地运用于各种便携式电子产品中，特别是笔记本电脑，而在台式电脑上也有逐渐取代传统CRT显示器的趋势。
相对地，液晶显示器的缺点则在于显示效果较差，这包括显示对比度(contrast)较低、视角较窄等等方面。目前有许多技术用来改善这些缺点，例如增加液晶分子扭转角度等等，不过受限于技术本身，仍然很难达到类似CRT或其他新平面显示技术(例如场致发射显示器，field emission display)所具备的显示效果。特别是当液晶显示器的操作环境是处于高亮度时，更容易显出其显示对比度上的劣势。换言之，液晶显示器的显示效果是与操作环境之间有很大的关联性。
正由于这种显示效果上的缺陷，一般使用者为了达到较佳的显示效果，往往必须随不同操作环境而机动地调整液晶显示器的参数当环境亮度较高时则调高其显示对比度或亮度，以便得到较佳视觉效果；当环境亮度较低时则调低其显示对比度或亮度，以便节省电力消耗。这缺点显然增加了使用者在实际操作时的复杂程度。
有鉴于此，本实用新型的主要目的，在于提供一种液晶显示器自动控制装置，能够根据液晶显示器操作环境亮度的变化，动态地调整其显示参数，藉以在不需要使用者调整的情况下，得到最佳的显示效果。
根据上述目的，本实用新型提出一种液晶显示器自动控制装置，可根据液晶显示器环境亮度变化，动态调整其显示参数。此装置利用一参考电压产生电路，产生参考电压，并且利用转换器产生对应上述参考电压的灯管电流，送至液晶显示器的灯管。在此参考电压产生电路中则具有光敏电阻，通过一定电路组态，使得参考电压会随着其电阻值而变化。光敏电阻的外露感应部分则暴露于液晶显示器的外壳上，用以感应液晶显示器环境亮度变化。藉此，环境亮度改变将导致光敏电阻的电阻值改变，进而调整灯管电流，使得液晶显示会随环境而自动变化其亮度或对比度。
另外，在模拟式显示控制电路中，此参考电压产生电路还包含一可供使用者调整电阻值的可变电阻，同样的，由外部调整的电阻值也会改变参考电压。在数字式显示控制电路中，此参考电压产生电路则包含一信号放大电路，可以根据一输入信号来产生或改变此参考电压，而输入信号则可以由微控制器提供。另外，参考电压产生电路中可以包含多个光敏电阻，每一个光敏电阻分别具有外露感应部分，置于不同位置上用以感应不同位置的环境亮度，而参考电压则随着这些光敏电阻的电阻值的特定函数值而变化，此特定函数值与光敏电阻的连接组态有关。
根据以上所述，本实用新型的液晶显示器自动控制装置的优点即在于可以自动地根据液晶显示器周围环境的条件，动态地控制液晶显示器的显示效果，藉以达到较佳的视觉效果，使用者不需要通过手动方式调整，增加了使用上的方便性。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明。
图1是本实用新型第一实施例中液晶显示器自动控制装置的电路图。
图2是
图1所示的变换器控制电路的参考电压放大电路的电路图。
图3是
图1所示的变换器控制电路的变换器电路的电路图。
图4是本实用新型第一实施例中液晶显示器的外观示意图。
图5是本实用新型第二实施例中液晶显示器自动控制装置的电路图。
图6是本实用新型第三实施例中液晶显示器的外观示意图。
其中1～液晶显示器；10～可变电阻；10a～电阻本体；10b～调整旋钮；12、14～光敏电阻；12a、12b～光敏电阻外露部分；20～变换器控制电路；30～灯管；32～液晶面板。
实施例本实用新型主要是利用自动控制方式来达到液晶显示器的亮度控制目的，藉以使得其可以根据周围操作环境的亮度条件修正其亮度或对比度，得到较佳的视觉效果。以下参照附图，详细说明本实用新型。
第一实施例
图1表示第一实施例中液晶显示器自动控制装置的电路图。其中，自动控制装置是由参考电压(Vref)产生电路以及变换器控制电路(inverter controlcircuit)20所构成，在控制条件下产生灯管电流(Ilamp)，驱动灯管30发出配合目前周围环境亮度的背光。在第一实施例中，参考电压产生电路是由光敏电阻12以及可变电阻10所构成。光敏电阻12和可变电阻10之间连接系以串联方式形成，其端点施加电压Vcc，并且由可变电阻10的中点取出参考电压Vref送至变换器控制电路20。换言之，参考电压Vref的实际数值会由光敏电阻12的感应电阻值和可变电阻10的电阻值分压加以决定。
可变电阻10是由电阻本体10a和调整旋钮10b所构成。电阻本体10a为一段固定长度的电阻体，利用调整旋钮10b可以调整其电阻值分割点，亦即，在其两侧电阻值可以通过此方式加以调整。此为一般模拟式控制的液晶显示器所采用的调整方式，使用者可以利用调整旋钮10b来调整出所需要的对比度或亮度参数。因此，可变电阻10即为控制参考电压Vref的第一个因子。
光敏电阻12则为一感光性元件，其电阻值会随着光线强弱而变化。一般而言，当外界光线愈亮，则光敏电阻12所呈的电阻值会下降；反之，则其电阻值会上升。光敏电阻12具有一外露感光部分12a，用以感应液晶显示器1周围亮度。图4表示第一实施例中液晶显示器1的外观示意图。如图所示，为了感应液晶显示器1中液晶面板32上环境亮度值的变化，将光敏电阻的外露感光部分12a设置于液晶面板32的右上角。由于光敏电阻12的电阻值会随着感应光线强弱而变化，当外界光线较亮时，光敏电阻12的电阻值则会下降并使得参考电压Vref相应上升；当外界光线较暗时，光敏电阻12的电阻值则会上升并且使得参考电压Vref相应下降。因此，光敏电阻12即构成控制参考电压Vref的第二个因子。
如果以量化方式表示的话，假设光敏电阻12的电阻值为R(L)，表示为光线强度的函数；假设可变电阻10的整体电阻值为VR，其旋钮位置参数为r(0≤r≤1)，亦即连接接地端电阻的电阻值为r×VR，而连接电压电阻段的电阻值则为(1-r)×VR。则参考电压Vref可以表示为Vref=(r×VR)/(R(L)+VR)(1)变换器控制电路20则为一般产生灯管电流所采用的变换器控制电路，它由示于图2的参考电压放大电路与示于图3的变换器电路(一种高压产生电路)组成。如图2所示，参考电压放大电路由运算放大器50及电阻R1-R4构成，输入参考电压Vref，输出电压Vo以控制变换器电路。变换器电路如图3所示，用于产生驱动灯管的高压，因其构成为本领域熟知技术，故详细工作过程不再赘述。由此可见，变换器控制电路20根据作为控制电压的参考电压Vref来产生对应的灯管电流Ilamp。由于参考电压Vref会随着不同环境亮度而改变，也使得灯管电流Ilamp随之变化，使液晶面板32上的亮度或对比度能够配合环境调整，而使用者则在较佳的视觉条件下观看液晶显示器所显示的内容，达到本实用新型的目的。
另外在本实施例中，虽然光敏电阻12和可变电阻10的连结组态是以串联方式形成，但是也可以利用其他组态来形成。而光敏电阻12的外露感光部分12a则也可以设置于液晶面板32的其他位置，例如正上方。
第二实施例在上述实施例中的自动控制装置虽然是设置于模拟式控制的液晶显示器，但是本实用新型同样可以适用于数字式控制的液晶显示器。在数字式控制的液晶显示器中，微控制器(microcontroller)是主要的控制信号来源。亦即，使用者所输入的各种调整值，都会经由微控制器产生对应的控制信号，以便调整显示的参数值。
图5表示第二实施例中液晶显示器自动控制装置的电路图。其中，参考电压产生电路中除了光敏电阻14之外，还包括了由晶体管Q1及其他电阻(R5～R7)、电容(C1)所构成的放大电路。实际上，光敏电阻14也可视为在放大电路中集电极电阻的一部分。而参考电压Vref与由微控制器所输入的控制信号之间的增益，也与集电极电阻有关。利用数学式表示其关系为Vref=G(R(L))×CS(2)其中G(R(L))表示放大电路的增益函数，而CS则为微控制器的输入控制信号。第(2)式表示出影响参考电压Vref的两个因子，即外部光线强度L以及输入控制信号CS。这与第一实施例的情况相似，外部环境光线亮度L会改变光敏电阻14的电阻值，进而改变增益及参考电压Vref。由于参考电压Vref会随着不同环境亮度而改变，也使得灯管电流Ilamp随之变化，让使用者在较佳的视觉条件下观看液晶显示器所显示的内容，达到本实用新型的目的。
第三实施例在第一和第二实施例中虽然是采用单一光敏电阻来感测环境的光线强弱，但是也可以利用多个光敏电阻来检测不同位置的环境光线强弱，藉以取得平均亮度。图6表示第三实施例中液晶显示器的外观示意图。如图所示，在液晶显示器1的外壳不同位置上，具有两个光敏电阻的外露感光部分12a、12b，用以感应不同位置上的光强度。而对应这两个部分的光敏电阻则以既定组态加以连接。
在上述第一实施例和第二实施例中均可使用此多个光敏电阻的配置，由这些光敏电阻所构成的总电阻值则可代入第(1)式和第(2)式中的R(L)。举例来说，如果这些光敏电阻是以串联方式连接，则R(L)=R1(L1)+R2(L2)+…+Rn(Ln)(3)其中Ri表示第i个光敏电阻的电阻值，Li表示第i个光敏电阻所接收到的外界光线强弱，n表示光敏电阻的个数。
通过此方式，可以检测到不同位置的环境光线强弱，藉以取得最佳的亮度或对比度参数。
本实用新型虽以较佳实施例如上所述作了揭示，但该实施例并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，不脱离本实用新型的精神和范围，可做许多更动与修改，因此本实用新型的保护范围应以后附的权利要求书限定的范围为准。
权利要求1．一种液晶显示器自动控制装置，用以根据液晶显示器环境亮度变化，动态调整其显示参数，其特征在于，它包括具有光敏电阻、用于产生一参考电压的参考电压产生电路，所述光敏电阻具有暴露于所述液晶显示器外壳的外露感应部分，用以感应所述液晶显示器环境亮度变化；以及输入端连接所述参考电压产生电路、输出端连接液晶显示器灯管、用于根据所述参考电压产生对应的灯管电流的变换器控制电路。
2．如权利要求1所述的液晶显示器自动控制装置，其特征在于，所述参考电压产生电路还包括一可变电阻，可由外部调整其电阻值，并且所述参考电压随着所述可变电阻的电阻值而变化。
3．如权利要求1所述的液晶显示器自动控制装置，其特征在于，所述参考电压产生电路还包括一信号放大电路，用以根据一输入信号产生所述参考电压。
4．如权利要求3所述的液晶显示器自动控制装置，其特征在于，所述输入信号由一微控制器所产生。
5．如权利要求1所述的液晶显示器自动控制装置，其特征在于，所述参考电压产生电路包含多个光敏电阻，每一光敏电阻分别具有外露感应部分，置于所述液晶显示器外壳的不同位置，用以感应不同位置的环境亮度，并且所述参考电压随着所述多个光敏电阻的电阻值的一函数值而变化。
专利摘要本实用新型揭示一种液晶显示器自动控制装置,可以根据液晶显示器环境亮度变化,动态调整其显示参数。此装置利用参考电压产生电路产生参考电压,并且利用转换器产生灯管电流,送至液晶显示器的灯管。该参考电压产生电路中具有光敏电阻,通过一定电路组态,使得参考电压会随着其电阻值而变化。光敏电阻的外露感应部分则暴露于液晶显示器的外壳上,用以感应液晶显示器环境亮度变化。
文档编号G09G3/36GK2420709SQ00203358
公开日2001年2月21日 申请日期2000年2月29日 优先权日2000年2月29日
发明者许世法 申请人:神达电脑股份有限公司