專利名稱：一種冷陰極熒光燈管的亮度控制方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷陰極熒光燈管的亮度控制方法與裝置，特別是指應用于設置在一圖像掃描裝置中的冷陰極熒光燈管的亮度控制方法與裝置。
在個人電腦功能日益強大的今天，許多相關的周邊產品也隨之快速發展，圖像掃描裝置即為一例，隨著文字、圖像等信息逐漸走向電子數據化之際，該裝置已逐漸成為不可或缺的電腦外圍裝置。故制造廠商無不投入大量人力物力改善其功能特性以造福使用者。而圖像掃描裝置所運用的投射光源，大部分是以冷陰極燈管(Cold-CathodeFluorescent Tube,CCFT)所完成，但由于冷陰極熒光燈管自點亮后至亮度穩定需經過一段時間(即所謂穩定時間)，一般依燈管特性大約為數分鐘，請參見
圖1所示的威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極熒光燈管在點亮后提供一固定強度的管電流(本例為6毫安(ma))下，其燈管所發出的光線輝度(Brightness)隨導通時間變化的曲線示意圖。所以用戶從關機狀態中啟動圖像掃描裝置的電源后，需在一暖機狀態(warm-up mode)中等待長達數分鐘(本例大約為2分鐘)的穩定時間后，方可進入掃描狀態(scan mode)執行掃描動作。
參見圖2及圖3所示的傳統式圖像掃描裝置的操作流程圖，其中圖2所示的操作方法主要是為圖像裝置經開機后進入一暖機狀態經過暖機所需的穩定時間后便進入掃描狀態，以執行掃描動作，而在該掃描動作結束后，但未將該圖像掃描裝置關機之前，圖像掃描裝置就處于待機狀態，其燈管維持全亮狀態以利下一次掃描動作的執行。如此作法將造成電能的浪費，且嚴重影響燈管的使用壽命。而圖3所示的操作方法，主要是將其改進為圖像裝置處于待機狀態時，其燈管是切斷電源而進入熄滅狀態，如此作法將可節省不必要的電力浪費，還確保燈管的使用壽命，但是當使用者再次進行掃描動作時將必須等待穩定時間，這樣將嚴重影響圖像掃描裝置的操作效率而延遲掃描速度，不能適當要求縮短掃描時間的需要。
為解決上述缺陷，臺灣地區研制成“光學式掃描器的冷陰極多電源控制系統與方法”，其是在圖像掃描裝置的關機狀態與掃描狀態等電源控制之外再增加一個或多個待機狀態(stand-by mode)的電源控制，可視需求而切換不同電位的電源電壓來改變暖機所需的穩定時間，如此便可縮短掃描等待時間且增加冷陰極熒光燈管的使用壽命。
再參見圖3所示的現有技術中冷陰極熒光燈管多電源控制裝置的功能方框示意圖，其中需具備一個可適應待機狀態選擇電路41控制而相對應產生不同電位直流電壓值的可變輸出的電壓調整器42，并再以一直流至交流電壓變換器43(DC-AC inverter)將可變輸出的電壓調整器42所相對應產生不同電位的直流電壓轉換成一交流電源，進而供給冷陰極熒光燈管44導通所需的管電流，藉此達成冷陰極熒光燈管處于各待機狀態所需的管電流大小，使得可選擇掃描等待時間的長短以及延長燈管使用壽命等功效增加。但是，這種技術手段是運用可變輸出的電壓調整器42來產生不同電位的直流電壓，故在實際應用上，必須更改可變輸出的電壓調整器42的硬件規格來適用不同規格冷陰極熒光燈管44的特性，因此使得電路趨于復雜且不備應用的靈活性。
本發明的目的是提供一種可以克服上述種種現有技術缺陷的冷陰極熒光燈管的亮度控制方法及裝置。
本發明的控制方法是這樣實現的其應用于設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極熒光燈管上，其包含下列步驟(a)提供該冷陰極熒光燈管一固定強度的交流管電流(b)提供一代表亮度大小的控制信號；以及(c)適應該控制信號而調整該交流管電流的導通周率(duty cycle)，實現對該冷陰極熒光燈管的亮度控制。
其中代表亮度大小的控制信號是一脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation)信號。
本發明的亮度控制裝置是這樣實現的應用于設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極熒光燈管上，其包含下列裝置一直流電壓供應器，用于提供一固定值的直流電壓一控制信號產生器，用于產生一代表亮度大小的控制信號；以及一直流交流轉換器，電連接于該直流電壓供應器，控制信號產生器與冷陰極熒光燈管，其將該固定值的直流電壓轉換成提供該冷陰極熒光燈管的一交流管電流，并適應該控制信號而調整該交流管電流的導通周率(duty cycle)，實現對該冷陰極熒光燈管的亮度控制。
其中該控制信號產生器是一脈沖寬度調制信號發生器，用于產生一代表亮度大小的脈沖寬度調制信號。
本發明是應用于設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極熒光燈管的亮度控制方法與裝置，其主要是應用一代表亮度大小的控制信號來調整冷陰極熒光燈管中交流管電流的導通周率(duty cycle)，從而得到該冷陰熒光燈管的亮度控制。
圖1是威力盟公司生產的FL-41266(AE)冷陰極熒光燈管在點亮后提供-6毫安的管電流，其燈管所發出的光線輝度隨導通時間變化的曲線示意圖。
圖2是第一種傳統式圖像掃描裝置的操作流程圖。
圖3是第二種傳統式圖像掃描裝置的操作流程圖。
圖4是現有技術中的冷陰極熒光燈管多電源控制裝置的功效方框示意圖。
圖5是本發明較佳實施例裝置的功能方框示意圖。
圖6、圖7、圖8是分別代表不同導通周率的脈沖寬度調制控制信號示意圖。
參見圖5，本發明較佳實施例裝置包括有直流電壓供應器51、以脈沖寬度調制信號產生器所完成的控制信號產生器52以及直流交流轉換器53。
直流電壓供應器51提供一固定值的直流電壓輸出，而直流交流轉換器53則將該固定值的直流電壓轉換成使冷陰極熒光燈管54導通的一固定強度的交流管電流(本例為6毫安電流，如同圖1所示)，待穩定后便進入所謂掃描狀態，而如人們欲在圖像掃描裝置的關機狀態與掃描狀態等電源控制之外再增加一個或多個待機狀態(stand-by mode)的電源控制時，以脈沖寬度調制(Puls Width Modulation)信號產生器所完成的控制信號產生器52便產生一個代表亮度大小的脈沖寬度調制信號至該直流交流轉換器53，直流交流轉換器53使根據該脈沖寬度調制控制信號而調整該交流管電流的導通周率(dutycycle)。舉例而言，如圖6、圖7、圖8所示的脈沖寬度調制控制信號，將使直流交流轉換器53輸出至冷陰極熒光燈管的交流管電流的導通周率(duty cycle)變化為75％、50％、25％，如此便可以視需求以切換不同脈沖寬度調制信號來進行冷陰極熒光燈管54的亮度控制，藉以改變暖機所需的穩定時間，以便彈性地縮短掃描等待時間且增加冷陰極熒光燈管的使用壽命。
本發明摒棄傳統方式以使用可變輸出的電壓調整器42來產生不同電位的直流電壓，故在實際運用不需更改可變輸出的電壓調整器42的硬件規格來適應不同規格冷陰極熒光燈管的特性，而是運用可提供一固定值的直流電壓輸出的直流電壓供應器51，再以可受圖像掃描裝置中微處理器所控制的脈沖寬度調制控制信號，進而使直流交流轉換器53輸出至該冷陰極熒光燈管的交流管電流的導通周率(duty cycle)產生變化，用于精確控制通過冷陰極熒光燈管的有效管電流，而完成在圖像掃描裝置的關機狀態與掃描狀態等電源控制之外增加一個或多個待機狀態(stand-by mode)的電源控制功能。但本發明將使得電路簡單且具有應用上的靈活性，徹底解決上述種種現有技術手段的缺陷，達到本發明的目的。
權利要求
1.一種冷陰極熒光燈管的亮度控制方法，其特征在于其應用于設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極熒光燈管上，其包含下列步驟(a)提供該冷陰極熒光燈管一固定強度的交流管電流；(b)提供一代表亮度大小的控制信號；以及(c)適應該控制信號而調整該交流管電流的導通周率(duty cycle)，實現對該冷陰極熒光燈管的亮度控制。
2.如權利要求1所述的一種冷陰極熒光燈管的亮度控制方法，其特征在于其中代表亮度大小的控制信號是一脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation)信號。
3.一種冷陰極熒光燈管的亮度控制裝置，其特征在于應用于設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極熒光燈管上，其包含下列裝置一直流電壓供應器，用于提供一固定值的直流電壓；一控制信號產生器，用于產生一代表亮度大小的控制信號；以及一直流交流轉換器，電連接于該直流電壓供應器，控制信號產生器與冷陰極熒光燈管，其將該固定值的直流電壓轉換成提供該冷陰極熒光燈管的一交流管電流，并適應該控制信號而調整該交流管電流的導通周率(duty cycle)，實現對該冷陰極熒光燈管的亮度控制。
4.如權利要求3所述的一種冷陰極熒光燈管的亮度控制裝置，其特征在于其中該控制信號產生器是一脈沖寬度調制信號發生器，用于產生一代表亮度大小的脈沖寬度調制信號。
全文摘要
一種冷陰極熒光燈管的亮度控制方法與裝置,特別是指是應用于設置在一圖像掃描裝置中的一冷陰極熒光燈管的亮度控制方法與裝置,其主要是應用一代表亮度大小的控制信號來調整冷陰極熒光燈管中交流管電流的導通周率(dutycycle),從而得到該冷陰熒光燈管的亮度控制。
文檔編號G06K9/20GK1235506SQ9810211
公開日1999年11月17日 申請日期1998年5月7日 優先權日1998年5月7日
發明者林仲炳 申請人:鴻友科技股份有限公司