專利名稱：具有省電裝置的顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有省電裝置的顯示器，特別是涉及一種具有降低功耗及方便使用者使用的功效的具有單一省電模式的省電裝置的顯示器。
今日的顯示器為了符合省電標準都設有省電裝置。而一般顯示器是根據計算機的使用狀態(tài)來管理電力，以降低功率消耗。
計算機在一般正常開機狀態(tài)下，對顯示器傳送的圖像信號除了包含R、G、B信號外更包含一垂直同步信號Vsync與一水平同步信號Hsync。而計算機中央處理器在一段時間內未檢測到輸入裝置如鼠標器或鍵盤等有動作時，即不再供應垂直同步信號Vsync或水平同步信號Hsync至顯示器，而在中央處理器控制中斷垂直同步信號Vsync或水平同步信號Hsync至一段時間后(即輸入裝置持續(xù)一長時間未動作時)，使垂直同步信號Vsync與水平同步信號Hsync皆不再被供應至顯示器。
而，由同一發(fā)明人所申請的美國專利第5,389,952號、第5,880,719號、第5,648,799號專利中披露一種以往具有兩級的省電模式的顯示器。如

圖1為以往具有省電裝置的顯示器，該顯示器包含一介面333、一具有監(jiān)視器電力管理(monitor power management；MPM)指令的微處理器339及一具有電壓控制電路的圖像電路345。該介面33是經一視頻圖形介面卡(Video Graphics AdapterVGA)電纜127電連接至主機，用以接收影像信號并將其分離成R、G、B彩色信號、水平同步信號Hsync335及垂直同步信號Vsync337，而將R、G、B彩色信號輸出至圖像電路345以供形成圖像畫面，及將垂直同步信號Vsync337與水平同步信號Hsync335輸出至微處理器339。該微處理器339監(jiān)視垂直同步信號Vsync335與水平同步信號Hsync337，并將這些同步信號繼續(xù)輸送至圖像電路345，以供形成圖像畫面用。該微處理器339以一第一級與一第二級的信號線341、343與圖像電路345內的電壓控制電路連接。
當微處理器339檢測到水平同步信號Hsync與垂直同步信號Hsync正常輸入時，則保持第一級與第二級信號線341、343的電壓電平為一靜止電壓電平，此時圖像電路345供應在顯示器內所有電路電力。在此，顯示器位于正常模式。
當微處理器339檢測到水平同步信號Hsync消失時，則改變在第二級信號線343上的電壓至一啟動電壓電平。當微處理器339檢測到垂直同步信號Vsync消失時，則改變在第一級信號線341至啟動電壓電平。而當水平與垂直同步信號Hsync與Vsync恢復時，則復原第一級與第二級信號線341、343上的電壓至靜止電壓電平。
圖像電路345檢測到在第一級信號線341上的啟動電壓電平時，則切斷在監(jiān)視器345內的所有電路的電力供應，但保留對微處理器339、介面333及圖像電路345的電力控制電路(圖中未示)的電力供應。此時，監(jiān)視器進入第一級備用模式。而在監(jiān)視器進入第一級備用模式后，欲切換回正常模式，則需一段較長的預熱時間。一般對第一級備用模式中所要求的功率消耗必須小于5W。
圖像電路345檢測到第二級信號線343上的啟動電壓電平時，則切斷對顯示器內的電路電力供應，但除了仍繼續(xù)供給上述第一級備用模式中保留的電路的電力外，更加上維持對陰極射線管(CRT)的加熱器(Heater)的電力供應，以使顯示器進入第二級備用模式。在此第二級備用模式中，功率消耗相對前述第一級備用模式高，但由于陰極射線管維持在工作溫度，所以切換回正常模式所需的時間少于第一級備用模式。一般對于第二級備用模式所要求的恢復畫面時間須等于或小于3秒。
所以，以往具有省電裝置的顯示器在第二級備用模式中由于仍需持續(xù)對加熱器供應正常電力，致使在此模式中的功率消耗仍然過高，不符合今日低電力消耗的需求，而在第一級備用模式中，以往的省電裝置在此模式中切斷對加熱器的電力供應以降低整體功率消耗，雖可達到降低不必要的功率消耗，但在此模式中，欲切換至正常模式時，由于加熱器所需預熱時間較長，致使顯示器無法短時間(3秒內)恢復畫面，如此會對使用者造成不便。因此，若能縮短加熱器由第一備用模式至正常模式的時間，將可解決前述問題。
本發(fā)明的目的，在于提供一種使顯示器直接進入單一可于短時間恢復畫面的省電模式，可達到更節(jié)省功率消耗及方便使用者使用的具有省電裝置的顯示器。
本發(fā)明的一個方面，在于提供一種具省電裝置的顯示器，使顯示器在未有任一種同步信號時，即進入單一省電模式，而在此省電模式中，電源管理電路降低顯示器用電電路的電力，并維持陰極射線管的加熱器于一低于工作溫度并高于室溫的溫度，以使加熱器恒處于短時間可恢復啟動的預熱狀態(tài)，以達到節(jié)省電力及可于短時間恢復畫面的功效。
本發(fā)明的另一方面，在于提供一種具有省電裝置的顯示器，使顯示器在未有任一種同步信號時，即進入單一省電模式，而在此省電模式中，電源管理電路維持陰極射線管的加熱器的工作循環(huán)周期為一介于100％與0％之間的預定值，并切斷該顯示器其余用電電路的電力，以達到節(jié)省電力及可于短時間恢復畫面的功效。
本發(fā)明的再一方面，在于提供一種具有省電裝置的顯示器，使在省電模式中，電源管理電路以非連續(xù)的方式供給加熱器電力，來維持加熱器于預熱狀態(tài)。
本發(fā)明的又一方面，在于提供一種具有省電裝置的顯示器，使在省電模式中，控制單元輸出一具有高電平與低電平的控制信號，進而使電源管理電路接收此信號后隨高低電平變化供給或切斷加熱器電力，來維持加熱器于預熱狀態(tài)。
本發(fā)明的顯示器，其具有一陰極射線管，并可接受由單一電源所提供的電力及一計算機所傳送的彩色信號及同步信號，這些信號用以構成該顯示器的畫面，該顯示器包含一控制單元及一電源管理電路。該控制單元在檢測到上述任一信號消失時，輸出一指令。當該電源管理電路接收該指令后，降低該顯示器用電電路的電力，使該顯示器進入單一省電模式，在該模式下，該陰極射線管的加熱器的工作循環(huán)周期是介于100％與0％之間的一預定值，致使該加熱器的溫度大于室溫但低于工作循環(huán)周期為100％的工作溫度。
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明圖1是以往具有省電裝置的顯示器的電路方塊示意圖。
圖2是使用本發(fā)明較佳實施例的顯示器的電路方塊示意圖。
圖3是本發(fā)明較佳實施例的電源管理電路的詳細電路圖。
圖4是本發(fā)明較佳實施例的第一控制信號的一范例時序圖。
圖5是依據圖4的第一控制信號的加熱器的電壓變化的時序圖。
圖2是顯示結合本發(fā)明較佳實施例的顯示器電路結構。本發(fā)明所采用的顯示器為具有陰極射線管(CRT)的顯示器，下文中針對顯示器的大體結構作一簡介。
此顯示器大體包括一電源整流器11，用以外接一般市電即指交流(AC)電并將其轉換成直流電，一電力供應電路(即指電源)12，用以接收經電源整流器11轉換的直流電并經內部調整成多種不同規(guī)格(即指不同電壓與電流)的電力以分別輸出各種電力至適合的組件，一陰極射線管的加熱器13(heater)，用以接收由電力供應電路12所輸出的電力來使其溫度上升以激勵電子形成電子束，在此加熱器13是接收電力供應電路12所輸出的電力，一控制電路包含圖像信號處理電路(圖中未示)，以接收顯示卡所送出的圖像信號(包含R、G、B信號的彩色信號、同步信號Hsync、Vsync)并對該圖像信號進行亮度、對比、色彩調整的處理等等、矩陣電路(圖中未示)，接收經以除去圖像訊號中的同步信號來得到R、G、B等三原色信號、視頻輸出電路(圖中未示)，用以接收R、G、B三原色的信號并放大成足以驅動陰極射線管的信號、及陰極射線管的水平、垂直偏轉電路14，用以控制因視頻輸出電路的輸出信號與加熱器13所產生的電子束能落在所要求的點上，在此控制電路接收電力供應電路所輸出的電力，及一微控制單元(MCU；MicroController unit)15用以控制顯示器內部構件的動作及時序(容后再述)，在此微控制單元15并接收電力供應電路12所輸出的電力。應注意的是，上述電路只為陰極射線管直視型顯示器的基本結構，而其他型式如陰極射線管投射型顯示器對上述結構可能變化，并不局限于上述列舉的結構。一般來說，顯示器中的用電電路的水平、垂直偏轉電路14與加熱器13的功率消耗占顯示器整體的功率消耗的極大比例，所以本申請的省電模式針對偏轉電路與加熱器13的消耗功率作控制。
本較佳實施例顯示器中的省電裝置包括控制單元15、一電源管理電路4。
在本實施例中，控制單元使用顯示器的微控制單元15，并設定該微控制單元15檢測是否有由外部(即指顯示卡)輸入的水平同步信號Hsync與垂直同步信號Vsync，并依檢測結果產生一第一控制信號MCA0與一第二控制信號MCA1，在此實施例中，當微控制單元15檢測到兩同步信號Hsync與Vsync輸入時，則為正常模式，此時第一控制信號MCA0與第二控制信號MCA1的輸出皆位于高電平“1”，而在檢測到兩同步信號Hsync與Vsync其中之一未輸入或兩者皆未輸入時，則進入單一的省電模式Power-Saving Mode并輸出位于低電平“0”的第二控制信號MCA1，及為方波信號(為定時間在高電平與低電平中切換的周期信號)的第一控制信號MCA0，以利用為預設的工作循環(huán)周期D的第一控制信號MCA0來調整第一開關的啟閉(容后再述)。
本實施例中的電源管理電路4是由一第一開關2與第二開關3所構成，并依第一與第二控制信號MCA0、MCA1來控制開啟或關閉這些開關2、3。
第一開關2是位于加熱器13與電力供應電路12間并連接兩者，且第一開關2并電連接至微控制單元15以接收第一控制信號MCA0而啟閉，當第一控制信號MCA0在低電平時，第一開關2關閉(指開路)，使加熱器13未接收電力供應電路12所供給的電力。而當第一控制信號MCA0在高電平時，第一開關2開啟(指短路)，使加熱器13得以接收電力供應電路12所供給的電力。借此，當微控制單元15位于省電模式而輸出為方波信號的第一控制信號MCA0(如圖4)時，第一開關2也隨第一控制信號MCA0的高低電平而啟閉，使加熱器13所接收的電壓變化如圖5也為方波，借此方式來供應使加熱器13的工作循環(huán)周期(即加熱器13于各周期中所占的工作時間的比例)為一低于100％(正常模式下加熱器13的工作循環(huán)周期)與高于0％的預定值，讓加熱器13的溫度高于室溫與低于工作循環(huán)周期為10096的工作溫度，因此相對于正常模式中加熱器13的功率消耗，在省電模式中的功率消耗大為降低。如圖3，在本實施例中，第一開關2大體上包括兩晶體管Q942、Q943及兩電阻R950、R951，其中晶體管Q943的基極B接收第一控制信號MCA0的輸入、集電極C是經電阻R951連接至晶體管Q942的基極B與經電阻R951、R950連接至晶體管Q942的射極E、以及射極E接地，而晶體管Q942的集電極C電連接至加熱器13及射極E并電連接至電力供應電路12，借以當第一控制信號MCA0為高電平時，讓晶體管Q942、Q943隨之導通，讓電力供應電路12供給的電力經晶體管Q943流通至加熱器13，相反，當第一控制信號MCA0為低電平時，則讓晶體管Q942、Q943截止，而由于晶體管Q943的截止所形成的開路讓電力不再供給至加熱器13，以達到借由第一控制信號MCA0的電平來控制第一開關2的啟閉，進而達到適時切斷對加熱器13的電力供應的效果，使該加熱器13的工作循環(huán)周期為介于100％與0％的一預定值，以降低加熱器13在省電模式中功率消耗并使加熱器13恒處于預熱狀態(tài)，即維持加熱器13在一低于正常模式的工作溫度的溫度。
第二開關3是位于電力供應電路12與偏轉電路14間且分別電連接兩者，第二開關3更電連接至微控制單元15，以接收第二控制信號MCA1，并隨第二控制信號MCA1的電平變化而適時切斷對偏轉電路14的電力供應。在本實施例中，如圖3，第二開關3如第一開關2也由兩晶體管Q940、Q941及兩電阻R945、R946所構成，其中晶體管Q941的基極B接收第二控制信號MCA1、集電極C是經電阻R946連接至晶體管Q940的基極B與經電阻R946與R945至晶體管Q940的射極E、以及射極E是接地，而晶體管Q940的射極E并電連接至電力供應電路12及集電極C電連接至控制電路14，借此當微控制單元15位于正常模式則輸出為高電平的第二控制信號MCA1，使晶體管Q941與Q940隨之導通，讓電力供應電路12的電力得以經晶體管Q940至偏轉電路14。當微控制單元15進入省電模式中，則輸出為低電平的第二控制信號MCA1，使晶體管Q941、Q940截止，形成開路而切斷對偏向電路14的電力供給。
由于在本實施例中，欲使加熱器13處于可于短時間(例如3秒鐘，依省電標準規(guī)定而定)內啟動的預熱狀態(tài)，雖然第一開關2隨第一控制信號MCA0的電平變化而啟閉，讓加熱器13所接收供給電力斷斷續(xù)續(xù)，所以加熱器13的工作循環(huán)周期低于正常模式的100％，但只要加熱器13所接受的平均電壓V2可以讓其處于預熱狀態(tài)(維持預熱溫度)即可，而如何運算加熱器13的平均電壓V2將在以下舉例說明假定MCA0為100Hz且其各周期的工作循環(huán)周期(Duty-Cycle)D如圖4為50％(如下列公式1)，由于本實施例中MCA0為方波信號，則加熱器13的工作循環(huán)周期也為50％，及電源供應電路12供給加熱器13的電力的電壓V1＝5V時，所以加熱器13的平均電壓V2下列公式2所運算結果等于1/2V1＝2.5V(如圖5)所以由上列運算可知，加熱器13的平均電壓V2是由電力供應電路12所供給的電力的電壓V1與工作循環(huán)周期D所決定，所以若欲調整加熱器13至預熱狀態(tài)(即調整平均電壓V2)時，則可調整電壓V1或工作循環(huán)周期D甚至兩者一起調整來實現，在本實施例中，由于調整電壓V1需改變內部電路(如電力供應電路12的內部配置或于電力供應電路12與加熱器13間設置一分壓電路等等之類的方式)配置，所以利用調整工作循環(huán)周期D為首要考慮，本申請經實驗測試的結果，當如圖2所示的電源整流器11外接240V/50Hz的交流電時，設定第一控制信號MCA0為100Hz及工作循環(huán)周期D為40％，則整體功率消耗為4.7W與顯示器恢復畫面的時間為3秒，整體功率消耗符合一般于第一級備用模式的標準(＜5w)，且顯示器恢復畫面的時間也符合一般于第二級備用模式中3秒內畫面回復的要求。
綜上所述，當微控制單元15同時檢測到垂直同步信號Vsync與水平同步信號Hsync輸入時，則位于正常模式而輸出皆為高電平的第一控制信號MCA0與第二控制信號MCA1，使電源管理電路4的第一與第二開關2、3開啟而電力供應電路12可供給電力至加熱器13與偏轉電路14，顯示器可隨輸入的彩色信號RGB與同步信號Hsync、Vsync而顯示畫面。而當微控制單元15未檢測到垂直同步信號Vsync或水平同步信號Hsync或兩者皆未檢測到時，則進入單一的省電模式，即輸出包含為方波信號的第一控制信號MCA0及為低電平的第二控制信號MCA1的指令，致使電源管理電路4的第一開關2隨第一控制信號MCA0的電平變化而啟閉，使加熱器13所接收電力的電壓也成為方波，讓加熱器13的平均電壓V2下降，因此使加熱器13的溫度下降但維持在預熱狀態(tài)，使一旦使用者啟動時，加熱器13可于短時間恢復至工作溫度而啟動，以及第二開關3隨低電平的第二控制信號MCA1而關閉，以切斷對偏轉電路14的電力供給。
因此，本發(fā)明中利用單一省電模式以取代以往兩級的省電模式，而由于本發(fā)明直接進入單一省電模式，在此模式中利用不連續(xù)供給加熱器13電力的方式來降低加熱器13的平均電壓及切斷對偏轉電路14的電力供給，以符合一般在以往省電裝置的第一級備用模式(在此備用模式即指本申請的省電模式)中需小于功率消耗5W的要求，以省卻以往在第二級備用模式中不必要的功率消耗，且由于加熱器13恒處于預熱狀態(tài)，所以也具有以往省電裝置的第二級備用模式中方便使用者可于短時間恢復畫面的優(yōu)點，所以本發(fā)明確實具有降低整體功率消耗與方便使用者的功效。
權利要求
1.一種顯示器，其具有一陰極射線管，并可接受由單一電源所提供的電力及一計算機所傳送的彩色信號與同步信號，所述信號用以構成該顯示器的畫面，該顯示器包含一控制單元及一電源管理電路，其特征在于控制單元在檢測到上述任一信號消失時，輸出一指令；以及當該電源管理電路接收該指令后，降低該顯示器用電電路的電力，使該顯示器進入單一省電模式，在該模式下，該陰極射線管的加熱器的工作循環(huán)周期介于100％與0％間的一預定值，致使該加熱器的溫度大于室溫但低于工作循環(huán)周期為100％時的工作溫度。
2.如權利要求1所述的顯示器，其特征在于該顯示器用電電路包括水平與垂直偏轉電路，其中當該電源管理電路進入該省電模式中時，切斷該水平與垂直偏轉電路的供給電力。
3.如權利要求1所述的顯示器，其特征在于該電源管理電路進入該省電模式中時，適時供給該加熱器電力，以使該加熱器的工作循環(huán)周期為該預定值，以維持該加熱器的溫度。
4.一種顯示器，其具有一陰極射線管，并可接受由單一電源所提供的電力及由一計算機所傳送的彩色信號、垂直同步信號及水平同步信號，該顯示器包含一控制單元及一電源管理電路，其特征在于該控制單元在檢測到上述信號的任一信號消失時，輸出一第一及一第二控制信號；該電源管理電路，在接收所述控制信號后，使該顯示器進入單一省電模式，在該模式下，依該第一控制信號使該陰極射線管加熱器的工作循環(huán)周期介于100％與0％間的一預定值，致使該加熱器的溫度大于室溫但低于工作循環(huán)周期為100％時的工作溫度，并依該第二控制信號切斷該顯示器其余用電電路的電力。
5.如權利要求4所述的顯示器，其特征在于該其余用電電路包括水平與垂直偏轉電路。
6.如權利要求4所述的顯示器，其特征在于該電源管理電路于該省電模式中，適時切斷該電源對該加熱器的電力供應，以維持該加熱器的工作循環(huán)周期為該預定值。
7.一種具有省電裝置的顯示器，其具有陰極射線管，并可接受由單一電源所提供的電力及由一計算機所傳送的彩色信號、垂直同步信號及水平同步信號，該顯示器包含一控制單元及一電源管理電路，其特征在于該控制單元，在檢測到上述同步信號的任一信號消失時，輸出一第一及一第二控制信號，該第一控制信號具有一高電平值及一低電平值，該第二控制信號具有一低電平值；該電源管理電路，在接收所述控制信號后，使該顯示器進入單一省電模式，依該第一控制信號的高電平值維持對該陰極射線管加熱器的供電，依該第一控制信號的低電平值切斷對該陰極射線管加熱器的供電，使該陰極射線管加熱器的工作循環(huán)周期介于100％與0％間的一預定值，并依該第二控制信號切斷該顯示器其余用電電路的電力。
8.如權利要求7所述的具有省電裝置的顯示器，其特征在于該其余用電電路包括水平與垂直偏轉電路。
9.一種具有省電裝置的顯示器，具有陰極射線管，并可接受由單一電源所提供的電力及由一計算機所傳送的彩色信號、垂直同步信號及水平同步信號，該顯示器包含一控制單元及一電源管理電路，其特征在于該控制單元，用以檢測是否有該水平及垂直同步信號輸入，并依檢測結果產生第一及第二控制信號，其中當該水平與垂直同步信號皆輸入時，所述控制信號為高電平的信號，而當該水平與垂直同步信號中至少一個未輸入時，則進入省電模式，使該第一控制信號為適時在高電平與低電平中切換的方波信號，而該第二控制信號為低電平的信號；及該電源管理單元，是依所述控制信號控制該顯示器的用電電路的電力供給，其包括一第一開關及一第二開關，其中該第一開關，是依該第一控制信號的電平變化，適時切斷或開啟該顯示器的加熱器的電力供應，致使該加熱器的工作循環(huán)周期介于100％與0％間的一預定值，致使該加熱器的溫度大于室溫但低于工作循環(huán)周期為100％時的工作溫度，以使該加熱器處于短時間啟動的預熱狀態(tài)；及該第二開關，是依該低電平的第二控制信號，切斷該顯示器的剩余用電電路的電力。
10.如權利要求9所述的具有省電裝置的顯示器，其特征在于當該第一控制信號為高電平時，該第一開關維持該電源對該加熱器的電力供應，而當該第一控制信號為低電平時，則該第一開關切斷對該加熱器的電力供應。
全文摘要
一種具有省電裝置的顯示器,該顯示器具有一陰極射線管,并可接受由單一電源所提供的電力及一計算機所傳送的彩色信號及同步信號,這些信號用以構成該顯示器的畫面,該顯示器包含一在檢測到上述任一信號消失時則輸出一指令的控制單元及一電源管理電路,當該電源管理電路接收該指令后,降低該顯示器用電電路的電力,使該顯示器進入單一省電模式,在此該陰極射線管的加熱器的工作循環(huán)周期為一介于100%與0%之間的一預定值。
文檔編號G06F3/153GK1337620SQ0012279
公開日2002年2月27日 申請日期2000年8月9日 優(yōu)先權日2000年8月9日
發(fā)明者蔡仁杰, 鐘江晃 申請人:誠洲股份有限公司