亮度控制装置及亮度控制方法.pdf

一种亮度控制装置及亮度控制方法。转换单元将指示显示器亮度的第一脉冲宽度调变信号转换为直流信号。模拟数字转换单元依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为第二脉冲宽度调变信号，其中第二脉冲宽度调变信号用以控制显示器的亮度，而使其可正常地运作。

1.  一种亮度控制装置，适于控制一电子装置的显示器的亮度，其特征在于，所述装置包括:
一转换单元，将一第一脉冲宽度调变信号转换为一直流信号，其中该第一脉冲宽度调变信号指示该显示器的亮度；
一模拟数字转换单元，耦接该转换单元，依据一环境条件以及该电子装置的负载状态至少之其一将该直流信号转换为一第二脉冲宽度调变信号，该第二脉冲宽度调变信号用以控制该显示器的亮度。

2.  根据权利要求1所述的亮度控制装置，其特征在于，该模拟数字转换单元还依据该环境条件以及该电子装置的负载状态至少之其一产生一工作比，并依据该工作比转换该直流信号为该第二脉冲宽度调变信号。

3.  根据权利要求2所述的亮度控制装置，其特征在于，该环境条件包括一环境温度，该模拟数字转换单元于该环境温度高于一第一预设温度或低于一第二预设温度时，调整该第二脉冲宽度调变信号的该工作比，以将该显示器的亮度调整至低于一预设低亮度。

4.  根据权利要求2所述的亮度控制装置，其特征在于，该环境条件包括一环境光线强度，该模拟数字转换单元于该环境光线强度高于一预设光强度时，调整该第二脉冲宽度调变信号的该工作比，以将该显示器的亮度调整至高于一预设高亮度。

5.  根据权利要求2所述的亮度控制装置，其特征在于，该模拟数字转换单元于该电子装置处于重负载状态时，调整该第二脉冲宽度调变信号的该工作比，以将该显示器的亮度调整至低于一预设低亮度。

6.  根据权利要求1所述的亮度控制装置，其特征在于，该转换单元包括：
一带通滤波单元，对该第一脉冲宽度调变信号进行带通滤波；
一低通滤波单元，耦接该带通滤波单元与该模拟数字转换单元，对该带通滤波单元输出端的信号进行低通滤波，以产生该直流信号。

7.  根据权利要求6所述的亮度控制装置，其特征在于，该带通滤波单元包括：
一操作放大器，其正输入端耦接一参考电压；
一第一电阻，耦接该操作放大器的负输入端；
一第一电容，耦接于该操作放大器的负输入端与一接地之间；
一第二电阻；
一第二电容，与该第二电阻并联于该操作放大器的负输入端与输出端之间。

8.  根据权利要求6所述的亮度控制装置，其特征在于，该低通滤波单元包括：
一电阻，耦接于该带通滤波单元的输出端与该低通滤波单元的输出端之间；以及
一电容，耦接于该低通滤波单元的输出端与一接地之间。

9.  一种亮度控制方法，适用于一电子装置的显示器，其特征在于，所述方法包括:
将一第一脉冲宽度调变信号转换为一直流信号，其中该第一脉冲宽度调变信号指示该显示器的亮度；
依据一环境条件以及该电子装置的负载状态至少之其一将该直流信号转换为一第二脉冲宽度调变信号，该第二脉冲宽度调变信号用以控制该显示器的亮度。

10.  根据权利要求9所述的亮度控制方法，其特征在于，依据该环境条件以及该电子装置的负载状态至少之其一将该直流信号转换为该第二脉冲宽度调变信号的步骤包括：
依据该环境条件以及该电子装置的负载状态至少之其一产生一工作比；
依据该工作比转换该直流信号为该第二脉冲宽度调变信号。

11.  根据权利要求10所述的亮度控制方法，其特征在于，该环境条件包括一环境温度，当该环境温度高于一第一预设温度或低于一第二预设温度时，调整该第二脉冲宽度调变信号的该工作比，以将该显示器的亮度调整至低于一预设低亮度。

12.  根据权利要求10所述的亮度控制方法，其特征在于，该环境条件包括一环境光线强度，当该环境光线强度高于一预设光强度时，调整该第二脉冲宽度调变信号的该工作比，以将该显示器的亮度调整至高于一预设高亮度。

13.  根据权利要求10所述的亮度控制方法，其特征在于，当该电子装置处于重负载状态时，调整该第二脉冲宽度调变信号的该工作比，以将该显示器的亮度调整至低于一预设低亮度。

亮度控制装置及亮度控制方法
【技术领域】
本发明是有关于一种控制装置，且特别是有关于一种亮度控制装置及亮度控制方法。
【背景技术】
计算机可区分为军工规的计算机以及一般计算机，军工规的计算机与一般计算机的不同在于，军工规的计算机常需在恶劣环境下使用，例如高温或者低温的恶劣环境下使用，故军工规的计算机对于环境温度的适应能力的需求远大于一般计算机，而一般计算机所在乎的轻薄短小等因子，对于军工规的计算机反而不是主要考虑的重点。
军工规的计算机在高温或低温等严峻的环境下操作时，往往需要借由控制显示器的亮度来使军工规的计算机可正常地运作。例如在高温下，要把显示器的亮度降低以避免显示器出现黑屏的情形。而在低温下，则需要把显示器的亮度降低以避免功耗过大(因低温开机会很久，且要调整其它组件的功以加热)。此外，在重载的情形下，亦需把显示器的亮度降低以降低整体系统的功耗。
在窗口操作系统Windows8出现之前，显示器的亮度是由嵌入式控制器输出的脉冲宽度调变信号来进行亮度的控制，因此可以达成上述自由调整亮度的功能，但在Windows8的架构下显示器的亮度为由窗口操作系统显示驱动器模型(Windows Display Driver Model,WDDM)所控制，也就是说显示器的亮度透过窗口操作系统显示驱动器模型的驱动器控制平台控制集线器(Platform Controller Hub，PCH)输出的脉冲宽度调变信号来进行亮度的控制，因而无法依传统的方式在高温、低温或重载的情形下调整显示器的亮度而达到使计算机可正常地运作的目的。
【发明内容】
本发明提供一种亮度控制装置及亮度控制方法，可于高温、低温或重载的情形下调整使用Windows8操作系统的电子装置的显示器亮度，进而使电子装置可正常地运作。
本发明的亮度控制装置，适于控制一电子装置的显示器的亮度，包括转换单元与模拟数字转换单元。转换单元将第一脉冲宽度调变信号转换为直流信号，其中第一脉冲宽度调变信号指示显示器的亮度。模拟数字转换单元耦接转换单元，依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为第二脉冲宽度调变信号，第二脉冲宽度调变信号用以控制显示器的亮度。
在本发明的一实施例中，上述的模拟数字转换单元还依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一产生一工作比，并依据工作比转换直流信号为第 二脉冲宽度调变信号。
在本发明的一实施例中，上述的环境条件包括环境温度，模拟数字转换单元于环境温度高于第一预设温度或低于第二预设温度时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至低于预设低亮度。
在本发明的一实施例中，上述的环境条件包括环境光线强度，模拟数字转换单元于环境光线强度高于预设光强度时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至高于预设高亮度。
在本发明的一实施例中，上述的模拟数字转换单元于电子装置处于重负载状态时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至低于预设低亮度。
在本发明的一实施例中，上述的转换单元包括带通滤波单元以及低通滤波单元。其中带通滤波单元对第一脉冲宽度调变信号进行带通滤波。低通滤波单元耦接带通滤波单元与模拟数字转换单元，对带通滤波单元输出端的信号进行低通滤波，以产生直流信号。
在本发明的一实施例中，上述的带通滤波单元包括操作放大器、第一电阻、第一电容、第二电阻以及第二电容。其中操作放大器的正输入端耦接参考电压。第一电阻耦接操作放大器的负输入端。第一电容耦接于操作放大器的负输入端与接地之间。第二电容与第二电阻并联于操作放大器的负输入端与输出端之间。
在本发明的一实施例中，上述的低通滤波单元包括一电阻以及一电容。其中，电阻耦接于带通滤波单元的输出端与低通滤波单元的输出端之间。电容耦接于低通滤波单元的输出端与接地之间。
本发明的亮度控制方法，适用于电子装置的显示器，亮度控制方法包括下列步骤。将第一脉冲宽度调变信号转换为直流信号，其中第一脉冲宽度调变信号指示显示器的亮度。依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为第二脉冲宽度调变信号，第二脉冲宽度调变信号用以控制显示器的亮度。
在本发明的一实施例中，上述依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为第二脉冲宽度调变信号的步骤包括下列步骤。依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一产生一工作比。依据工作比转换直流信号为第二脉冲宽度调变信号。
在本发明的一实施例中，上述环境条件包括环境温度，当环境温度高于第一预设温度或低于第二预设温度时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至低于预设低亮度。
在本发明的一实施例中，上述的环境条件包括环境光线强度，当环境光线强度高于预设光强度时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至高于预设高亮度。
在本发明的一实施例中，其中当电子装置处于重负载状态时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至低于预设低亮度。
相较于现有技术，本发明借由转换单元将指示显示器的亮度的第一脉冲宽度调变信号转换为直流信号，并借由模拟数字转换单元来依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为第二脉冲宽度调变信号，以视使用Windows8操作系统的电子装置所处的环境温度或电子装置的运作情形调整显示器的亮度，而使其可正常地运作。
【附图说明】
图1绘示为本发明一实施例的亮度控制装置的示意图。
图2绘示为本发明另一实施例的亮度控制装置的示意图。
图3绘示为本发明一实施例的转换单元的示意图。
图4绘示为本发明一实施例的亮度控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
图1绘示为本发明一实施例的亮度控制装置的示意图。请参照图1，亮度控制装置100包括转换单元102以及模拟数字转换单元104。其中转换单元102耦接模拟数字转换单元104，亮度控制装置100用以控制电子装置的显示器的亮度，电子装置可例如为笔记型计算机或桌上型计算机等等。转换单元102用以将脉冲宽度调变信号PWM1(例如来自平台控制集线器的脉冲宽度调变信号)转换为直流信号DC1，其中脉冲宽度调变信号PWM1指示平台控制集线器欲使显示器显示的亮度。模拟数字转换单元104依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为脉冲宽度调变信号PWM2，其中脉冲宽度调变信号PWM2用以控制显示器的亮度。模拟数字转换单元104可例如以键盘控制器（Keyboard Controller,KBC）来实施，然不以此为限。
图2绘示为本发明另一实施例的亮度控制装置的示意图。请参照图2，在本实施例中，亮度控制装置200相较于亮度控制装置100还包括窗口操作系统显示驱动器模型(Windows Display Driver Model,WDDM)单元206、平台控制集线器208(Platform Controller Hub,PCH)以及显示面板210。其中平台控制集线器208耦接窗口操作系统显示驱动器模型单元206与转换单元102，模拟数字转换单元104还耦接显示面板210。窗口操作系统显示驱动器模型单元206控制平台控制集线器208输出脉冲宽度调变信号PWM1以进行亮度的控制。转换单元102接收来自平台控制集线器208的脉冲宽度调变信号PWM1，并将脉冲宽度调变信号PWM1转换为直流信号DC1，其中脉冲宽度调变信号PWM1指示平台控制集线器208欲使显示器显示的亮度，亦即显示面板210的亮度。模拟数字转换单元104依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为脉冲宽度调变信号PWM2，其中脉冲宽度调变信号PWM2用以控制显示面板210的亮度。
详细来说，上述的环境条件可例如为电子装置所处的环境温度或环境光线 强度，其可例如使用温度传感器(未绘示)以及光传感器(未绘示)等设备侦测后，再将侦测结果S1告知模拟数字转换单元104，以使模拟数字转换单元104依据侦测结果S1决定如何输出脉冲宽度调变信号PWM2。当环境条件较不严苛时，例如电子装置所处的环境温度在正常温度范围内且环境光线强度亦不强烈时，模拟数字转换单元104可依据直流信号DC1来输出脉冲宽度调变信号PWM2。其中直流信号DC1为由脉冲宽度调变信号PWM1转换而来，因此脉冲宽度调变信号PWM1的工作比将反应在直流信号DC1的准位上，而透过模拟数字转换单元104可将直流信号DC1再转换为具有与脉冲宽度调变信号PWM1相同工作比的脉冲宽度调变信号PWM2。亦即在环境条件较不严苛时，模拟数字转换单元104可依据脉冲宽度调变信号PWM1的工作比来产生脉冲宽度调变信号PWM2，以使显示器的亮度符合平台控制集线器所欲使显示器显示的亮度。
相反地，若在环境条件较严苛的情形下，亦即电子装置所处的环境温度不在正常温度范围内，或环境光线强度太强烈而使电子装置的使用者无法清楚辨识显示器所显示的内容时，模拟数字转换单元104可不依据直流信号DC1来产生脉冲宽度调变信号PWM2，而依据环境条件来产生工作比不同于脉冲宽度调变信号PWM1的脉冲宽度调变信号PWM2，即侦测结果S1以将显示器的亮度调整至适于当前环境条件下显示的亮度。
详细来说，模拟数字转换单元104可接收上述温度传感器的侦测结果S1，并据以判断、调整脉冲宽度调变信号PWM2，例如可判断环境温度是否高于第一预设温度或低于第二预设温度，其中第一预设温度高于第二预设温度。若环境温度高于第一预设温度或低于第二预设温度，亦即环境温度太高或太低，处于正常温度范围外时，模拟数字转换单元104依据环境温度调整其输出的脉冲宽度调变信号PWM2的工作比，将显示器的亮度调整至低于一预设低亮度。如此便可避免电子装置的显示器在高温时出现黑屏的情形，亦或是避免在低温时功率消耗过大，进而影响电子装置的正常运作或是正常开机。
此外，模拟数字转换单元104亦可接收上述光传感器的侦测结果S1，并据以判断环境光线强度是否高于预设光强度，若环境光线强度高于预设光强度，而使得使用者无法清楚辨识显示器所显示的内容时，模拟数字转换单元104调整脉冲宽度调变信号PWM2的工作比，将显示器的亮度调整至高于一预设高亮度，以克服环境光线强度影响使用者观看显示器显示内容的问题。
另外，模拟数字转换单元104亦可判断电子装置是否处于重负载状态，若电子装置处于重负载状态，模拟数字转换单元104可调整脉冲宽度调变信号PWM2的工作比，将显示器的亮度调整至低于预设低亮度，以减低电子装置的功率消耗，延长电子装置的使用时间。
值得注意的是，上述预设高亮度以及预设低亮度为窗口操作系统显示驱动器模型控制平台控制集线器所能调整的显示器的亮度的上限值与下限值。为使 电子装置可符合军工规要求或是其它特殊要求，模拟数字转换单元104可不依据平台控制集线器所输出的脉冲宽度调变信号PWM1的工作比来调整显示器的亮度，而依据上述环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将显示器的亮度依脉冲宽度调变信号PWM2调整至高于预设高亮度或低于预设低亮度，使电子装置在严苛的环境条件下亦可正常地运作。
图3绘示为本发明一实施例的转换单元的示意图。请参照图3，详细来说，图2的转换单元102的实施方式可如图3所示。转换单元102包括带通滤波单元302与低通滤波单元304，其中低通滤波单元304耦接带通滤波单元302与模拟数字转换单元104。详细来说，带通滤波单元302与低通滤波单元304的实施方式可如图3所示。带通滤波单元302包括电阻R1、R2、电容C1、C2以及操作放大器A1，低通滤波单元304则包括电阻R3与电容C3。其中电阻R2与电容C2并联于操作放大器A1的负输入端与输出端之间，电阻R1之一端耦接操作放大器A1的负输入端，另一端则接收脉冲宽度调变信号PWM1，电容C1耦接于操作放大器A1的负输入端与接地之间，而操作放大器A1的正输入端则耦接参考电压Vref。此外，电阻R3耦接于操作放大器A1的输出端与模拟数字转换单元104之间，电容C3则耦接于操作放大器A1的输出端与接地之间。
如图3所示，脉冲宽度调变信号PWM1自电阻R1的一端被输入至带通滤波单元302，由电阻R1、R2、电容C1、C2以及操作放大器A1所构成的带通滤波单元302进行带通滤波，进行带通滤波后的信号接着被输出至低通滤波单元304进行低通滤波，进而产生输出至模拟数字转换单元104的直流信号DC1。
图4绘示为本发明一实施例的亮度控制方法的流程示意图。请参照图4，归纳上述亮度控制装置的亮度控制方法可包括下列步骤。首先，将第一脉冲宽度调变信号转换为直流信号(步骤S402)，其中第一脉冲宽度调变信号指示平台控制集线器欲使显示器显示的亮度。接着，依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为第二脉冲宽度调变信号(步骤S404)，其中第二脉冲宽度调变信号用以控制显示器的亮度。详细来说，步骤S404可包括，先依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一产生一工作比(步骤S404A)，然后再依据工作比转换直流信号为第二脉冲宽度调变信号(步骤S404B)，其中环境条件包括环境温度以及环境光线强度。
进一步来说，上述依据环境条件调整第二脉冲宽度调变信号的工作比的方式可例如为，当环境温度高于第一预设温度或低于第二预设温度时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至低于预设低亮度。又或者是，当环境光线强度高于预设光强度时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至高于预设高亮度。此外，依据电子装置的负载状态调整第二脉冲宽度调变信号的工作比的方式则可例如为，当电子装置处于重负载状态时，调整第二脉冲宽度调变信号的工作比，以将显示器的亮度调整至 低于预设低亮度。
综上所述，本发明借由转换单元将指示显示器亮度的第一脉冲宽度调变信号转换为直流信号，并借由模拟数字转换单元依据环境条件以及电子装置的负载状态至少之其一将直流信号转换为第二脉冲宽度调变信号，以视使用Windows8操作系统的电子装置所处的环境温度、环境光线强度或电子装置的运作情形调整显示器的亮度，而使其可正常地运作。