专利名称：显示装置、计算机装置和存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有一个显示面板的显示装置、一种计算机装置、以及一种存储介质。
背景技术：
作为一种用于个人计算机(PC)及其他监视器的显示装置，液晶显示屏快速地得到了广泛应用。这些液晶显示屏(LCD)通过均匀地照亮整个液晶表面，在一个LCD面板的液晶表面上显现形成的图像，其中该液晶表面具有一个带有一背光的预定区域，该背光是一个排列在LCD面板后面用于照明的面光源。
以上提到的液晶显示屏用作大多数笔记本PC的一个显示屏。在笔记本PC中，交流(AC)电源和直流(DC)电源都能够使用。如通常已知的那样，为使用交流电AC，将一个AC适配器连接到PC，从而让一个工业电源提供电源。为使用直流电DC，把一个DC电池连接到PC，从而让该电池供给电源。技术难题是尽可能地、尤其是当使用直流电源时、增加电池连续工作时间的长度。
为了实现这一点，已经进行了努力以减少一个PC各个部件的电源损耗。在LCD中，使用一个直流电源时与使用一个交流电源时相比，LCD面板的亮度自动降低。为了降低LCD面板的亮度，降低位于LCD面板后面的背光的亮度。降低LCD面板的亮度会减少背光光源的电源消耗，这有助于增加DC电池连续工作时间的长度。但是，还需要通过减少电源损耗来延长DC电池的连续工作时间。
本发明是以这些技术难题为基础进行的，且本发明的一个目的是提供一种允许有效地减少电源损耗的显示装置、计算机装置和存储介质。
发明内容
在一个为了实现上述目的而进行的深入细致研究中，发明人注意到LCD面板的刷新率。为了在一个LCD面板上显示一幅屏幕图象，LCD面板以每秒刷新屏幕预定次数来进行驱动。该驱动频率被称作一个“刷新率(垂直工作频率)”。
通常该刷新率是已经固定的。另一方面，发明人认识到能够通过降低刷新率来减少驱动LCD面板所需要的电功率。
根据本发明的显示装置正是基于这个认识做出的，其特征在于包含一个显示屏幕和一个显示控制器，它能够依据该显示屏幕的亮度改变显示屏幕的刷新率。该显示控制器的特征在于能够将刷新率改变成多个级别。
可以通过改变背光的亮度、以及当背光亮度固定在一个恒定级别时通过改变显示单元的灰度，改变显示屏幕的亮度。因此可以检测在灰度级方面的改变来改变刷新率。
本发明的显示装置可以包含显示屏幕、和用于当驱动显示屏幕的电源种类变化时改变刷新率的控制装置。
利用这些配置，通过改变、特别是降低显示屏幕的刷新率能够减少显示屏幕中的电源损耗。
在发明人研究期间提出了一个问题仅仅减少刷新率会产生闪烁(在一幅屏幕图象中的波动)。当LCD面板的亮度降低时很少会发生闪烁。
本发明可以被看作是一种显示装置，其特征在于显示面板的刷新率和从后面照亮该显示面板的光源亮度是相互协同变化的。通过确保显示面板的刷新率随着光源亮度的降低而降低，能够减少显示面板和光源的电源损耗。此外，当光源亮度降低时，显示面板的显示屏幕亮度也会降低，这使屏幕的闪烁也减少。在这种情况下，能够进一步降低刷新率，因此能够更加有效地减少电源损耗。
可以依据光源亮度的多个设置级别中的每个级别，对显示面板的刷新率进行设置。
可以通过用户操作改变光源亮度。用户能够降低显示面板的亮度，而且当此情况发生时，可以自动降低刷新率。
根据本发明的计算机装置，其特征在于显示面板的刷新率是依据它是在电池电源还是工业电源下工作来进行改变的。特别是，计算机装置最好包含一个电源检测器，用于检测一个AC适配器连接到该计算机装置或是从该计算机装置分离。此外，根据电源类型可以同时改变显示面板的亮度和刷新率。
使用一个电池时的刷新率可以比使用一个交流电源时的刷新率低，这样当计算机装置在DC电池下工作时允许延长电池连续工作的时间。此外，当计算机装置在DC电池下工作时，亮度和刷新率可以改变成多个级别。因此能够通过降低刷新率进一步减少电源损耗。
本发明可以被看作是一种存储介质，用于存储一段程序使一个计算机装置驱动一个显示屏执行以下步骤检测在显示面板的亮度方面的变化，并根据在显示屏幕亮度方面的变化改变刷新率。
此外，本发明还可以被看作是一种存储一段程序的存储介质，该程序用于使一个具有一显示面板的计算机装置执行以下步骤检测一个交流适配器连接到该计算机装置或是从该计算机装置分离；当检测到AC适配器从分离状态变化到连接状态时，提高该显示面板的刷新率；当检测到AC适配器从连接状态变化到分离状态时，降低该显示面板的刷新率。
此外，本发明可以看作是一种驱动一个显示面板的方法，其特征在于为了减少电源损耗，将显示面板的刷新率降低到没有闪烁发生的程度。在此用到的“降低刷新率”是指主动地将刷新率降低(改变)到没有闪烁发生的程度。
图1是一个说明依据第一实施例的一种计算机装置的配置框图；图2显示了一个亮度和刷新率关系的表格；图3说明了亮度和闪烁发生之间的关系；图4说明了刷新率和闪烁发生之间的关系；图5显示了在每个亮度级闪烁发生不显著的刷新率下限；图6说明了刷新率和电源损耗之间的关系；图7显示了用于改变亮度的处理流程；图8显示了依据第二实施例的一种计算机装置的配置；图9显示了在电源转换期间用于改变刷新率的处理流程；图10显示了依据第三个实施例的一种计算机装置的配置；以及图11显示了在电源转换期间用于改变刷新率的处理流程。
本发明将就附图中显示的第一、第二和第三实施例进行详细描述。在此描述的这些实施例中，提供了本发明用于一个笔记本PC中的实例。
图1是一个用于说明一个笔记本PC的通用配置的框图，该笔记本PC作为该实施例的计算机装置。在图1中标记10表示一个液晶显示装置(显示器)，标记20表示一个个人计算机的主要部件。
液晶显示装置10包含一个液晶显示(LCD)面板(显示面板)11，其中在两个玻璃衬底之间沉积了带有信号线、选通线，以及诸如一个非晶硅层和滤色器等沉积层的薄膜晶体管(TFT)，且包含了一种液晶材料，以形成一个显示屏幕，并且在该LCD面板的后面提供了一个背光12作为一个面光源，用于发射光以照亮该LCD面板11。
该LCD面板11包含一个图形控制器(显示控制器)13作为驱动装置，用于控制一个要显示的屏幕图象。图形控制器13包含一个频率控制部分14，用于控制该LCD面板11的刷新率。背光12有一个背光控制器15，用于控制该背光的亮度。
该PC的主要部件20，作为控制在液晶显示装置10上显示的部件，包含一个中央处理器(CPU)21、用于存储预定数据的非易失性存储器22，以及一个事件控制器23，用于监听从连接到该PC主要部件20的设备输入的事件，并向每一设备输出事件。该PC的主要部件20具有输入键30，作为一个用于执行预定操作，例如调整液晶显示装置10的亮度，的设备。
在以这种方式配置的液晶显示装置10中，基于由图形控制器13、从PC的主要部件20经过一条信号线(未显示)传输的数据，在LCD面板11上显示一个屏幕图象。以一个预定的刷新率，由图形控制器13的频率控制部分14驱动LCD面板11，从而以每秒一个预定次数刷新该显示屏幕。通过用背光控制器15控制背光12的光源亮度，来设置LCD面板11的亮度。
将LCD面板11的刷新率和亮度的设定值保存在非易失性存储器22中。在起动PC期间，通过参照保存在非易失性存储器22中的设定值，对LCD面板11的刷新率和亮度进行设置。
根据该实施例，能够通过用户在输入键30上执行一个预定操作，将LCD面板11的表面亮度设置为任何级别。在该PC主要部件20的一个系统基本输入/输出系统(BIOS)中，对LCD面板11的表面亮度的多个级别(对应于背光12的光源亮度)进行预设。例如，每次在输入键30上执行一个预定操作时，将系统B1OS中的LCD面板11的亮度设定值，即背光12的光源亮度设定值逐级递增或者递减。
此外，LCD面板11刷新率的设定值随LCD面板11亮度设定值的改变而改变。如图2所示，在该系统BIOS中提供的表T用于存储对应于LCD面板11亮度级的刷新率。将表T中刷新率的设定值设置为随LCD面板11亮度降低而降低。当LCD面板11的亮度设定值改变时，参照表T，将刷新率改变为对应于改变了亮度设置的刷新率设定值。
图3显示了在LCD面板11的多个级别刷新率(例如40、50、和60赫兹)上亮度和发生闪烁之间的关系。由于闪烁是一个感觉量，因此用电压值来表示。如图所示，假定刷新率不变时，则亮度越高，闪烁就越显著。
图4显示了在多个级别亮度(例如50、90、和150cd/m2)上，刷新率和发生闪烁之间的关系。如图所示，假定亮度不变，则刷新率越高，闪烁发生得就越少。
图5显示了根据图3和4中所示的关系，在LCD面板11上闪烁发生不显著(看不见)时刷新率的最小极限。图2中所示的表T是根据图5提供的，并且图2中的设定值设置为高于图5所示刷新率的最小极限。尽管在图5中在亮度等级为40cd/m2时刷新率的最小极限大约为20Hz，但是由于有关LCD面板11的实际原因(例如，当播放在一个DVD上的电影时，由于每秒帧数大约是25，因此刷新率必须是25Hz或者更高)，所以将图2表T中刷新率的设定值设置在30Hz。
图6显示了当刷新率改变成多个级别时，在每个刷新率和电源损耗之间的关系。如此图所示，刷新率越低，电源损耗得越少。
图7显示了一个用于如上所述、改变液晶显示装置10亮度的处理流程。
首先，当事件控制器23检测到用户通过输入键30的一个输入操作(步骤S101)时，事件控制器23向CPU21通知该输入(步骤S102)。
CPU21检查通过输入键30执行的操作(事件)(步骤S103)，如果该操作用于改变亮度，它就向事件控制器23输出一个亮度改变指令(步骤S104)。事件控制器23接收该指令，参考保存在非易失性存储器22中的当前亮度设定值，然后向背光控制器15提供一个亮度设定值(背光12的光源亮度设定值)，在系统BIOS中进行设置，它比当前设定值要高或低一个级别(取决于在输入键30上执行的操作)。背光控制器15根据提供的亮度设定值改变背光12的光源亮度，从而改变LCD面板11的表面亮度(步骤S105)。
然后，将保存在PC主要部件20的非易失性存储器22中的亮度设定值改变成一个等于改变后的LCD面板11亮度设定值的值(步骤S106)。
在上述步骤S104中，输出亮度改变指令的同时，CPU21向图形控制器13提供一个刷新率改变请求。
图形控制器13接收该刷新率改变请求(步骤S201)，并参考图2所示在PC主要部件20中的系统BIOS内提供的表T，从该图形控制器13的视频BIOS中获得一个对应于改变后的亮度设定值的刷新率设定值(步骤S202)。
获得了该刷新率设定值的图形控制器13根据该设定值改变LCD面板11的刷新率(步骤S203)。
用于改变LCD面板11亮度的操作就是这样通过输入键30执行的，从而改变LCD面板11的亮度以及刷新率。
如上所述采用这个刷新率能够随LCD面板11亮度的改变而改变的配置，当LCD面板11亮度降低时自动地降低刷新率，从而使LCD面板11的电源损耗减少。此外，一个在LCD面板11亮度方面的降低意味着背光12的光源亮度降低，因此总的来说有助于减少液晶显示装置10的电源损耗。此外，降低刷新率会减少图形控制器13每单位时间刷新显示图象的次数，从而使图形控制器13的电源损耗减少。当笔记本PC依赖于一个DC电源进行工作时，能够通过这样在液晶显示装置10上以及整个笔记本PC上减少电源损耗来延长DC电池的连续工作时间。特别是，如图6所示，如果将以60Hz刷新率驱动的LCD面板11以40Hz驱动，则电源损耗能够减少大约0.5W。例如，如果在刷新率为60Hz时DC电池的连续工作时间是10分钟，则通过将刷新率降低到40Hz能够将连续工作时间延长到大约25分钟。
下面将描述一个根据一个笔记本PC使用的电源种类(工业电源(AC)/电池(DC))来改变LCD面板11的刷新率的实例。在下面描述的第二个实施例中，与第一实施例中那些元件相似的元件用同样标记号来标识，并将省略对它们的描述。
图8是一个用于说明根据当前实施例的笔记本PC一般配置的框图。如图8所示的笔记本PC与如图1所示第一实施例的笔记本PC的区别在于图1中的事件控制器23控制背光控制器15，而图8中的事件控制器23’不仅控制一个背光控制器15而且控制一个图形控制器13’。因此，为了传送一个控制信号，事件控制器23’和图形控制器13’是相互连接的。
此外，事件控制器23’还起到一个电源检测器和控制装置的作用，以查明一个AC适配器(交流电源适配器)40是连接或是没有连接到PC主要部件20。当AC适配器40连接到PC主要部件20或是从PC主要部件20分离时，事件控制器23’会自动地改变背光控制器15中的光源亮度设定值，并向图形控制器13’输出一个刷新率改变请求。
接收该输出的图形控制器13’，包含根据一个AC适配器40是否连接到PC而变化的刷新率设定值。特别是，当AC适配器40没有连接时，即由一个DC电池提供电源时，将刷新率设置成一个比AC适配器40连接时要低的设定值。例如，当AC适配器40连接时将刷新率设置为60Hz，而在它没有连接时将刷新率设置为40Hz。
图9显示了在电源转换期间，事件控制器23’的处理流程。
当事件控制器23’检测到AC适配器40连接到PC主要部件20或是从PC主要部件20分离时(步骤S301)，事件控制器23’自动地改变在背光控制器15中的光源亮度设定值(步骤S302)。然后改变背光12的光源亮度来改变LCD面板11的亮度。例如，当AC适配器40连接时可以将亮度设置为150cd/m2，或者是当AC适配器40没有连接时将亮度设置为90cd/m2。
然后事件控制器23’向图形控制器13’输出一个刷新率改变请求(步骤S303)。图形控制器13’接收这个请求，然后将当前刷新率改变成为一个预定的刷新率。这样就改变了LCD面板11的刷新率。
这样，根据是否连接了一个AC适配器40，即笔记本PC是在AC交流电或DC直流电下工作，改变LCD面板11的亮度和刷新率。当PC在DC直流电下工作时，特别是在一个DC电池下工作时，LCD面板11的亮度和刷新率要比PC在AC交流电下工作时的低，从而减少电源损耗以延长DC电池的连续工作时间。
第三实施例是第二实施例的一个变化，下面将对其进行描述。在第二实施例中LCD面板11的亮度和刷新率是由硬件即事件控制器23’来改变的，而在第三实施例中，是由软件来执行同样的处理。在下面的描述中，与第一实施例和第二实施例中那些元件相似的元件用同样的标记号来标识，并将省略对它们的描述。
如图10所示，在这个实施例的一个笔记本PC中，一个事件控制器23″也起一个电源检测器的作用，以查明是否有一个AC适配器40连接到PC主要部件20。当事件控制器23″检测到AC适配器40连接到PC主要部件20或是从PC主要部件20分离时(步骤S401)，就改变在一个背光控制器15中的光源亮度设定值以改变一个LCD面板11的亮度(步骤S402)。
根据事件控制器23″的检测，在PC主要部件20的系统BIOS中每隔一段预定时间就判定电源供应方式是AC还是DC方式(步骤S501、502、503)。如果检测到电源供应方式改变，就向图形控制器13″提供一个刷新率更改请求(步骤S504)。
与第一实施例中的图形控制器13一样，在接收该请求的图形控制器13″中，通过一个视频BIOS参考在一个系统BIOS中提供的表(未显示)，并获得一个设定值。与在第二实施例中一样，这个表包含根据是否有一个AC适配器40连接到PC而变化的刷新率设定值。当没有连接AC适配器40时，即由一个DC电池提供电源时，将刷新率设置成一个比有AC适配器40连接时低的设定值。在这个实施例中，当连接有AC适配器40时，将亮度设置为150cd/m2，刷新率设置为60Hz，而当它没有连接时将亮度设置为90cd/m2，刷新率设置为40Hz。
这样，能够根据是否连接了一个AC适配器40，即笔记本PC是在AC交流电还是在DC直流电下工作，来改变LCD面板11的亮度和刷新率。特别是，当PC由一个DC电池驱动时，能够降低LCD面板11的亮度和刷新率，从而减少电源损耗以延长DC电池的连续工作时间。
虽然在如上所述的第三实施例中，图形控制器13″参考在系统BIOS中的设定值以获得刷新率的设定值，但是图形控制器13″本身就包含多个刷新率设定值。同样，第一实施例中的图形控制器13本身也可以包含多个刷新率设定值。
虽然在第二和第三实施例中仅仅在两个级别之间执行转换，一个用于AC，另一个用于DC，但是可以提供两个以上的级别。例如，可以为DC直流电提供不只一级的亮度和刷新率设定值。当然，这些设定值应当比用于AC交流电的那些设定值要低。在那种情况下，如第一实施例中那样，用于DC方式的亮度设定值可以由一个用户通过一个输入键30进行选择。以这种配置，在使用DC电池期间，能够通过进一步降低亮度和刷新率，这对减少电源损耗是重要的，来进一步延长DC电池的连续工作时间。
但是在如上所述的第一到第三实施例中，从多个亮度和刷新率的设定值中进行选择，亮度和刷新率还可以在一个预定的范围内连续地改变。不仅可以通过改变背光12的亮度，还可以通过改变LCD面板11显示单元的灰度级，能够改变液晶显示装置10的亮度。因此，可以对在LCD面板11显示单元的灰度级方面的变化进行检测，并根据检测到的变化改变刷新率。
虽然上述实施例配置为同时改变LCD面板11的刷新率和亮度，但是可以单独改变刷新率而不必改变亮度。
已经提供了用于LCD面板11的亮度和刷新率的特定值作为示例，而不是局限于这些值。虽然在以上的描述中，亮度设定值保存在非易失性存储器22中，但是这些设定值也可以保存在其它组件例如图形控制器13中。
本发明不局限于一个用于笔记本PC的液晶显示器10，相反地本发明可以同样地应用于其它设备例如LCD监视器中。
相反，本发明可以同样地应用于那些以一个给定刷新率刷新显示图象的任意显示器，例如包括阴极射线管(CRT)类型的监视器、显示器和显示面板。
本发明可以作为一个记录介质来实现，例如CD-ROM、DVD、存储器、或一个硬盘，其包含一段程序用于执行如上述实施例描述的处理，并且可以使一个带有显示面板和用于驱动该显示面板的驱动装置的计算机装置执行那个程序。
此外，本发明可以作为一种通讯装置实现，其包含存储装置，例如CD-ROM、DVD、存储器、硬盘等，用于存储以上提及的程序；以及传输装置。用于将该程序经过一个网络例如国际互连网和局域网传输到一个从该存储介质中读取并执行该程序的装置。
除了以上提及的变化之外，可以使用其他任何配置而不背离本发明的精神。
如上所述，根据本发明，能够有效地减少在这种装置中的电源损耗，并能在DC电池下工作期间使闪烁发生减到最少来延长装置的连续工作时间。
权利要求
1.一种显示装置包含一个显示屏幕；以及一个显示控制器，能够依据所述显示屏幕的亮度改变所述显示屏幕的刷新率。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述显示控制器能够将刷新率改变为多个级别。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于当满足一个预定条件时，所述显示控制器能够改变刷新率。
4.一种显示装置包含一个显示屏幕；以及控制装置，用于当驱动该显示屏幕的电源种类变化时改变所述显示屏幕的刷新率。
5.一种显示装置包含一个显示面板；以及一个用于从后面照亮所述显示面板的光源；其特征在于所述光源的亮度和所述显示面板的刷新率是相互协同变化的。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于所述显示面板的刷新率随所述光源亮度的降低而降低。
7.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于所述光源的亮度可设置成多个级别，而且所述显示面板的刷新率对应于所述光源的每一级亮度进行设置。
8.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于所述光源的亮度能够由用户操作进行改变。
9.一种包含一个显示面板的计算机装置，其特征在于依据驱动所述计算机的电源是电池还是工业电源而改变所述显示面板的刷新率。
10.如权利要求9所述的计算机装置，包含一个电源检测器，用于检测一个交流电源适配器是连接到所述计算机装置或是和所述计算机装置分离。
11.如权利要求9所述的计算机装置，其特征在于依据所述电源的种类同时改变所述显示面板的亮度和刷新率。
12.如权利要求11所述的计算机装置，其特征在于当所述电源是所述电池时，能够将所述亮度和所述刷新率改变成多个级别。
13.如权利要求9所述的计算机装置，其特征在于在所述电源是直流电时的刷新率要低于所述电源是交流电时的刷新率。
14.一种存储介质，用于存储一段由计算机执行的、用来驱动一个显示屏幕的程序，其特征在于所述程序能够由所述计算机装置读取，且所述程序会使所述计算机装置执行以下步骤检测所述显示屏幕在亮度方面的变化；以及依据所述显示屏幕亮度方面的变化，来改变所述显示屏幕的刷新率。
15.一种存储介质，用于存储一段由带有一个显示屏幕的计算机执行的程序，其特征在于所述程序能够由所述计算机装置读取，且所述程序会使所述计算机装置执行以下步骤检测一个交流电源适配器连接到所述计算机装置中或是从所述计算机装置中分离；当所述交流电源适配器从一个分离状态变成一个连接状态时，增加所述显示面板的刷新率；以及当所述交流电源适配器从一个连接状态变成一个分离状态时，降低所述显示面板的刷新率。
全文摘要
提供了一种有效地减少电源损耗的液晶显示装置和计算机装置。LCD面板的刷新率随LCD面板的亮度变化而变化。当LCD面板的亮度减少时,刷新率也会降低。此外,根据是否连接了一个AC适配器来确定装置电源是AC交流电或者DC直流电。当使用直流电源时,LCD面板的亮度和刷新率比使用交流电源时要低。
文档编号G09G3/36GK1338717SQ011255
公开日2002年3月6日 申请日期2001年8月13日 优先权日2000年8月14日
发明者片冈利枝子, 小川秀树, 武田安正, 小林正树 申请人:国际商业机器公司