專利名稱：用于啟動平板顯示器的功率管理的方法和裝置的制作方法
背景技術：
隨著越來越多的功能被集成到移動計算平臺中，降低功率消耗的需求變得日益重要。此外，用戶更加期望移動計算平臺有更長的電池壽命，促進了對創(chuàng)新的節(jié)能解決方案的需求。移動計算機設計者已經通過實現諸如降低處理器和芯片組時鐘速度、間歇禁用未使用的元件以及通過降低諸如液晶二極管(LCD)或“平板”顯示器的顯示設備所需要的功率等功率管理解決方案來響應。
平板顯示監(jiān)視器中的功率消耗隨著平板顯示器的背光(backlight)亮度的增加而增加。在一些計算機系統(tǒng)中，當平板顯示器的背光處于最大光照度(luminance)時，平板顯示器背光功率消耗可以驟增高達6瓦。在諸如便攜式計算機系統(tǒng)的移動計算系統(tǒng)中，這可以顯著地縮短電池壽命。為了降低平板功率消耗并且從而增加電池壽命，移動計算系統(tǒng)設計者已經設計了功率管理系統(tǒng)以當系統(tǒng)處于電池供電模式時降低平板顯示器背光亮度。但是，與當移動計算平臺在AC電源下操作時相比，當在平板顯示器中降低背光亮度時，經常留給用戶較差質量的顯示圖像。這種顯示圖像質量的降低可能源自當背光亮度降低時顯示圖像中在顯示圖像特征之間的色彩對比度或亮度對比度的降低。
顯示圖像質量還受到環(huán)繞于圖像顯示于其中的顯示監(jiān)視器的環(huán)境光(ambient light)的影響，其降低了用戶可以舒適地使用移動計算系統(tǒng)的環(huán)境的數量。不管計算機系統(tǒng)是否以電池電源工作，環(huán)境光亮度都影響顯示圖像質量。
最后，顯示圖像質量可以受到在計算機系統(tǒng)中執(zhí)行的計算機程序的影響。使用計算機圖形特征以在顯示器上產生顯示圖像的計算機程序經常是以想象的特定顯示監(jiān)視器類型來生成的。結果，由計算機程序產生的圖形圖像的質量可以隨著顯示監(jiān)視器類型的不同而變化。


從下面的詳細描述中，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將會變得明顯，其中圖1圖示了根據一個實施例的移動計算平臺。
圖2圖示了根據一個實施例的平板顯示監(jiān)視器的剖面。
圖2a圖示了根據一個實施例的平板顯示監(jiān)視器中的像素。
圖3圖示了根據一個實施例的顯示圖像。
圖3a是圖示了LCD圖像亮度和用于顯示圖像的像素數目之間的關系的直方圖。
圖4圖示了視敏度和用戶到移動計算系統(tǒng)中的LCD的凹部的距離之間的關系。
圖5是圖示了根據一個實施例的顯示系統(tǒng)的方框圖。
圖6是圖示了根據一個實施例的控制顯示圖像亮度的流程圖。
圖7圖示了移動計算系統(tǒng)的LCD背光功率和LCD光照度之間的關系。
具體實施例方式
下面描述了一種在液晶二極管(LCD)或“平板”顯示監(jiān)視器中啟動功率管理的方法和裝置。平板顯示器被用于包括個人數字助理(PDA)、便攜式計算機和許多其它可以以電池電源工作的設備的多種計算環(huán)境。對于任何移動計算系統(tǒng)，功率管理對于保持電池壽命來說都是至關重要的。一種功率管理的方法包括在計算機系統(tǒng)的平板顯示監(jiān)視器中降低背光亮度。但是，由于降低了諸如文字、圖形和背景的顯示圖像中的特征之間的色彩對比度或亮度對比度，降低背光亮度可以影響所顯示的圖像的質量。由于背光亮度變得比環(huán)繞平板顯示器的環(huán)境光更黯淡，顯示圖像的質量可以受到進一步的影響。
圖7圖示了平板顯示器消耗的功率和平板顯示器中的背光亮度之間的關系700。如圖7所示，背光亮度的增加導致平板顯示監(jiān)視器的功率消耗以近似線性方式增加。
因此，期望在維持顯示圖像質量的同時降低平板顯示監(jiān)視器中的背光亮度。此外，期望調整顯示圖像的亮度以達到或維持顯示圖像質量，而不論平板顯示器的背光亮度或環(huán)繞平板顯示器的環(huán)境光亮度如何變化。
功率管理已存在多種為圖形顯示設備，例如，3-D圖形加速器，定義功率狀態(tài)的功率管理規(guī)范。一些功率管理規(guī)范可以為顯示監(jiān)視器定義功率狀態(tài)，以達到顯示設備功率目標。另一些功率管理規(guī)范可以定義顯示設備功率狀態(tài)，以達到顯示設備功率消耗目標。顯示設備功率狀態(tài)可以由諸如高級組件功率接口規(guī)范(ACPI)的功率管理規(guī)范來定義。顯示設備功率狀態(tài)不僅可以由功率消耗目標定義，也可以根據其它因素，例如在功率狀態(tài)之間轉換所需的時間。ACPI定義了可以通過降低顯示沒備消耗的功率來至少部分滿足的幾種功率狀態(tài)。例如，ACPI定義了D0功率狀態(tài)，其中計算機系統(tǒng)中的顯示設備或其它設備可以處于“開啟”或全功率狀態(tài)。ACPI還定義了D1狀態(tài)，諸如顯示設備的設備必須能夠在規(guī)定的時間量內從其回到D0功率狀態(tài)。用于在D0和D1功率狀態(tài)之間的轉換的ACPI定時需求影響到在顯示設備中可以禁用何種功能，以達到特定的功率目標范圍。典型地，在顯示設備中，在滿足ACPI功率狀態(tài)定時需求的同時，引起最大可能的電力節(jié)省的功能被禁用。在一個實施例中，顯示設備功率狀態(tài)可以通過降低由顯示設備控制的平板顯示監(jiān)視器的背光亮度來至少部分滿足。在一個實施例中，顯示設備功率狀態(tài)可以由諸如顯示設備驅動器的軟件程序檢測。作為對檢測顯示設備功率狀態(tài)的響應，顯示設備軟件驅動器可以配置顯示設備以降低由顯示設備控制的顯示監(jiān)視器的背光亮度。
功率消耗目標也可以由計算機系統(tǒng)制造商定義。例如，為了當計算機系統(tǒng)以電池電源運行時滿足某個電池壽命目標，計算機系統(tǒng)制造商可以期望達到特定的功率消耗目標。為了達到功率消耗目標，計算機系統(tǒng)設計者可以實現一種方法以檢測何時計算機系統(tǒng)以電池壽命工作而不是以交流(AC)電源工作。然后，通過降低諸如3-D加速器的顯示設備消耗的功率量，計算機系統(tǒng)設計者可以至少部分達到功率消耗目標。通過降低由顯示設備控制的平板顯示監(jiān)視器中的背光亮度，可以降低顯示設備消耗的功率。因此，為了滿足特定的功率消耗目標，可以降低平板顯示器的背光以降低由顯示設備消耗的功率。
在一個實施例中，當計算機系統(tǒng)以電池電源或AC電源工作時，可以調整由計算機系統(tǒng)控制的平板顯示監(jiān)視器的背光亮度，以滿足計算機系統(tǒng)的功率消耗目標。然后，為了維持預定的顯示圖像質量，可以檢測并調整顯示圖像亮度以響應對平板顯示監(jiān)視器背光亮度的調整。在一個實施例中，顯示圖像檢測器檢測顯示圖像的亮度，該圖像檢測器向軟件程序指示顯示圖像的亮度。然后，軟件程序可以配置諸如圖形伽馬單元(graphicsgamma unit)的設備，以在達到或維持功率消耗目標的同時調整顯示圖像的亮度。
移動計算平臺圖1圖示了根據一個實施例的移動計算系統(tǒng)。平板顯示器125耦合到顯示設備110，顯示設備110將存儲在系統(tǒng)存儲器115中的顯示圖像的數字表示轉換為顯示信號，該顯示信號由平板顯示器解釋并且隨后顯示在平板顯示器屏幕上。
在由平板顯示監(jiān)視器解釋并隨后顯示在平板顯示器上之前，顯示設備產生的顯示信號可以經過多種控制設備120。在一個實施例中，由顯示設備產生的顯示信號被轉換為允許信號傳播更長的距離而不過度衰減的格式。然后，所轉換的顯示信號可以被轉換回適合隨后在平板顯示器上顯示的數字格式。
平板顯示監(jiān)視器圖2圖示了根據一個實施例的平板顯示監(jiān)視器200的剖面圖。在一個實施例中，諸如圖形加速器的顯示設備產生的顯示信號205由平板監(jiān)視器控制設備210解釋并且隨后由平板監(jiān)視器屏幕215中的啟動像素(enablingpixel)顯示。像素由背光220照亮，背光220的亮度影響像素的亮度并且從而影響顯示圖像的亮度。
圖2a圖示了根據一個實施例的平板監(jiān)視器屏幕中的像素組。在一個實施例中，利用薄膜晶體管(TFT)技術形成像素，并且每個像素由三個子像素225構成，當啟動三個子像素225時，其分別引起紅、綠和藍(RGB)被顯示。每個子像素由TFT 230控制。TFT使得來自顯示器背光的光能夠穿過子像素，從而將子像素照亮為特定色彩。每個子像素色彩可以根據表示每個子像素的位的組合來變化。表示子像素的位數決定了可以由子像素顯示的色彩的數目或色彩深度。通過增加用于表示子像素的位數，每個子像素表示的色彩的數目以2N的因子增加，這里“N”是子像素的色彩深度。
例如，由8位數字式表示的子像素可以顯示28或256種色彩。由像素顯示的較亮或較暗的色調可以通過標定像素中表示每個子像素色彩(分別為紅、綠和藍)的二進制值來得到。用于表示不同色彩的特定二進制值依賴于特定顯示設備使用的色彩編碼方案或色彩空間。通過修改子像素的色調(通過標定表示子像素色彩的二進制值)，可以逐個像素修改顯示圖像的亮度。此外，通過修改每個像素的色調，從而可以降低產生具有特定顯示圖像質量的顯示圖像所需的背光量。
顯示圖像圖3是根據一個實施例的典型的顯示圖像的例子。在一個實施例中，顯示圖像由在諸如圖1的移動計算機系統(tǒng)中執(zhí)行的軟件應用程序生成并且被顯示在平板顯示器上。在一個實施例中，軟件應用程序是使用顯示設備的3-D圖形加速特征的計算機游戲。然而，軟件應用程序可以是引起2-D圖形圖像被產生的程序。
圖3a是根據一個實施例的顯示圖像亮度的直方圖。在一個實施例中，圖形顯示設備中的亮度指示器檢測在顯示圖像中的像素的亮度。通過解釋該亮度指示器，可以決定用于顯示在特定色彩段中的色彩的范圍的像素的數目。由在特定顏色深度內的像素所顯示的色彩的范圍定義色彩段。例如，在一個實施例中，每個像素能夠顯示256種色彩中的任何一個。因此，在圖3a的直方圖中，四個64種色彩的段(總共256種色彩)的每個可以被檢測并累積。在一個實施例中，圖3a的直方圖由硬件來計算。但是，在其它實施例中，可以實行其它的實現，包括軟件實現。
圖4圖示了各種顯示圖像光照度對顯示圖像的視敏度的影響。具體地說，圖4圖示(400)圖像的視敏度(視銳度)僅隨著顯示圖像亮度的相對較小的變化就顯著下降。因此，為了維持顯示圖像質量，必須在可接受的范圍內照亮顯示圖像。顯示圖像光照度可以受到增加圖像亮度(通過變化單個像素的色調)或增加背光亮度的影響。在依賴電池電源工作的移動計算機系統(tǒng)中，后者是不合乎需要的，因為背光傾向于消耗大量的功率。
顯示系統(tǒng)圖5圖示了根據一個實施例的顯示系統(tǒng)。在一個實施例中，顯示設備500產生顯示信號505，其啟動LCD定時控制器510以激活適當的列和行驅動器515以在平板顯示監(jiān)視器520上顯示圖像。在一個實施例中，顯示設備包括平板功率序列器(panel power sequencer，PWM)525、混合器單元(blender unit)530和圖像伽馬單元535。PWM控制在平板顯示監(jiān)視器中的背光540的光照度(亮度)。通過將顯示圖像與諸如紋理、光源和過濾數據的其它顯示數據相結合，混合單元產生在顯示監(jiān)視器上顯示的圖像。可以結合來自混合單元的顯示圖像和來自伽馬單元的輸出以產生低壓顯示信號(LVDS)505，其被傳輸到平板顯示設備。為了在被轉換為適當的顯示格式并且隨后在平板顯示監(jiān)視器上顯示之前通過更長的物理距離，LVDS信號還可以轉換為其它信號類型。
圖形伽馬單元545通過標定每個子像素的色彩來影響將在顯示監(jiān)視器上顯示的圖像的亮度。在一個實施例中，為了在顯示圖像的某些區(qū)域獲得更大的亮度，同時降低顯示圖像其它區(qū)域中的亮度，可以對圖形伽馬單元進行編程以基于每個像素標定子像素的色彩。圖5還圖示了一個實施例，其中包括了圖像亮度指示器的單元550在顯示圖像被轉換為LVDS之前對該顯示圖像進行采樣。顯示圖像亮度指示器通過監(jiān)視和累積顯示圖像中的像素色彩來檢測顯示圖像亮度。然后，顯示圖像亮度指示器可以向軟件程序指示在顯示圖像中的某些特征的亮度，例如顯示圖像的符號和背景亮度。
維持視覺質量的同時滿足功率管理圖6圖示了在滿足顯示設備功率需求的同時維持顯示圖像視覺質量的方法。在一個實施例中，亮度指示器檢測(601)在顯示圖像中的特征的亮度，例如符號亮度和背景亮度。為了維持色彩段亮度的歷史，累積來自亮度指示器的信息(602)，其不斷地與對應于每個色彩段的閾值等級比較。如果色彩段亮度等級超過或低于相應段的閾值某個量(603)，則這個信息被轉送到軟件程序555，其決定是否應該調整顯示圖像亮度或背光亮度。在一個實施例中，當色彩亮度等級超過或低于閾值某個量時，就產生中斷(604)，引起軟件程序或者編程圖形伽馬單元來調整顯示圖像亮度或者啟動PWM來調整顯示背光亮度以維持預定的顯示圖像質量(605)。在一個實施例中，如果目標圖像質量可以通過在維持目標顯示設備功率目標606的同時調整背光亮度來達到，則PWM將因此而被編程(607)。否則，通過由編程圖形伽馬單元來調整顯示圖像亮度(608)，從而達到目標顯示圖像質量。在另一個實施例中，為了在達到或維持功率消耗目標的同時達到或維持圖像質量，可以使用其它判定算法來決定應該改變顯示圖像亮度還是應該修改背光亮度。此外，盡管在一個實施例中軟件程序被用于實現算法，在其它實施例中，可以使用硬件設備來執(zhí)行與圖5中的軟件程序相類似的功能。
除了為評價和調整顯示圖像質量所檢測的符號和背景顯示圖像亮度，還可以考慮影響顯示圖像質量的其它因素。在一個實施例中，環(huán)境光感應器560被用于決定環(huán)繞于顯示監(jiān)視器的環(huán)境光的亮度，在其中將顯示顯示圖像。然后，可以調整圖像以適應環(huán)境光亮度。
預定的顯示圖像質量可以通過維持在一組顯示圖像屬性之間的關系來達到。在一個實施例中，由顯示圖像屬性的比值來表示在一組顯示圖像屬性之間的關系。在一個實施例中，顯示圖像屬性包括環(huán)境光亮度、顯示符號亮度和背景亮度。在其它實施例中，其它顯示圖像屬性可以被用于維持或達到顯示圖像質量。在一個實施例中，顯示圖像屬性之間的比值由值10∶3∶1表示，其分別對應于符號亮度、環(huán)境光亮度和背景亮度。這個比值在其它實施例中可以不同。在一個實施例中，軟件程序通過解釋顯示圖像亮度指示器和環(huán)境光亮度信息來維持顯示圖像亮度比值。然后，為達到預定的顯示圖像質量，通過編程圖形伽馬單元和/或PWM，從而軟件程序可以調整顯示圖像亮度和/或背光亮度。
在一個實施例中，顯示圖像質量由顯示圖像屬性的預定比值來表示。但是，在其它實施例中，顯示圖像質量可以不是預定的，而是根據諸如在軟件程序或硬件電路中具體化的決策算法而變化。此外，在其它實施例中，顯示圖像質量可以由顯示屬性比值之外的其它方法表示。在一個實施例中，用于表示顯示圖像質量的顯示圖像屬性的比值包括顯示圖像符號亮度、顯示圖像背景亮度和環(huán)境光亮度。在其它實施例中，可以使用更多或更少的顯示圖像屬性來表示顯示圖像質量。
雖然已經參照圖示的實施例描述了本發(fā)明，但是不能將此描述理解為限制的意思。對本領域技術人員來說很明顯，本發(fā)明所包含的圖示的實施例的多種修改以及其它實施例都在本發(fā)明的精神和范圍之內。
權利要求
1.一種方法，包括檢測至少一個顯示設備功率狀態(tài)；調整顯示監(jiān)視器中的背光亮度以響應所述對所述至少一個顯示設備功率狀態(tài)的檢測，所述顯示監(jiān)視器由所述顯示設備控制；調整顯示圖像亮度以響應對所述背光亮度的調整，所述顯示圖像由所述顯示設備控制。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述顯示圖像亮度被調整以維持預定的顯示圖像質量。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述預定的顯示圖像質量由多個顯示圖像屬性之間的關系來表示。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述關系是值的比值，所述值表示所述多個顯示圖像屬性。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述多個顯示圖像屬性包括顯示圖像符號亮度；環(huán)境光亮度；顯示圖像背景亮度。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述顯示監(jiān)視器是平板顯示器。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述顯示圖像亮度由圖形伽馬單元調整。
8.如權利要求1所述的方法，其中調整所述背光亮度有助于滿足所述至少一個功率狀態(tài)的需求。
9.一種方法，包括檢測顯示圖像亮度，所述顯示圖像要顯示在顯示監(jiān)視器上；調整所述顯示圖像亮度以響應對所述顯示圖像亮度的檢測，所述顯示圖像亮度被調整以維持預定的顯示圖像質量。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述預定的顯示圖像質量由多個顯示圖像屬性之間的關系來表示。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述關系是值的比值，所述值表示所述多個顯示圖像屬性。
12.如權利要求11所述的方法，其中至少一個所述多個顯示圖像屬性受到背光亮度的影響，所述背光亮度與所述顯示監(jiān)視器相聯系。
13.如權利要求12所述的方法，其中至少一個所述多個顯示圖像屬性受到在計算機系統(tǒng)中執(zhí)行的軟件應用程序的影響，所述計算機系統(tǒng)被耦合到所述顯示監(jiān)視器。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述多個顯示圖像屬性包括顯示圖像符號亮度；環(huán)境光亮度；顯示圖像背景亮度。
15.一種裝置，包括至少一個能夠檢測顯示圖像亮度的單元，所述顯示圖像要顯示在顯示監(jiān)視器上；至少一個能夠調整顯示圖像亮度的單元，所述至少一個能夠調整顯示圖像亮度的單元被耦合到所述至少一個能夠檢測顯示圖像亮度的單元；至少一個能夠從所述至少一個能夠檢測顯示圖像亮度的單元接收至少一個顯示圖像亮度指示器的單元。
16.如權利要求15所述的裝置，其中所述至少一個能夠接收至少一個顯示圖像亮度指示器的單元能夠使得所述至少一個能夠調整顯示圖像亮度的單元修改顯示圖像亮度。
17.如權利要求16所述的裝置，其中所述至少一個顯示圖像亮度指示器包括至少一個符號亮度指示器；至少一個背景亮度指示器。
18.如權利要求17所述的裝置還包括至少一個能夠檢測環(huán)境光亮度的單元。
19.如權利要求18所述的裝置還包括至少一個能夠從所述至少一個能夠檢測環(huán)境光亮度的單元接收至少一個環(huán)境光亮度指示器的單元，所述至少一個能夠接收至少一個環(huán)境光亮度指示器的單元能夠使得所述至少一個能夠調整顯示圖像亮度的單元修改顯示圖像亮度。
20.如權利要求19所述的裝置，其中所述能夠接收至少一個環(huán)境光亮度指示器的單元和所述能夠接收顯示圖像亮度指示器的單元是同一功能單元。
21.一個系統(tǒng)，包括至少一個顯示設備單元，所述至少一個顯示設備單元包括至少一個能夠檢測顯示圖像亮度的單元；至少一個顯示監(jiān)視器，所述至少一個顯示監(jiān)視器被耦合到所述至少一個顯示設備單元。
22.如權利要求21所述的系統(tǒng)還包括至少一個能夠從所述至少一個能夠檢測顯示圖像亮度的單元接收多個亮度指示器的單元，所述至少一個能夠接收多個亮度指示器的單元能夠使得所述至少一個顯示設備單元修改顯示圖像亮度。
23.如權利要求22所述的系統(tǒng)還包括至少一個能夠檢測環(huán)境光亮度的單元，所述至少一個能夠接收多個亮度指示器的單元能夠從所述至少一個能夠檢測環(huán)境光亮度的單元接收至少一個環(huán)境光亮度指示器。
24.一個機器可讀介質，其上已經存儲了指令集，所述指令集當由處理器執(zhí)行時，引起所述處理器執(zhí)行如下方法檢測顯示圖像亮度，所述顯示圖像亮度要顯示在顯示監(jiān)視器上；調整所述顯示圖像亮度以響應所述對顯示圖像亮度的檢測，所述顯示圖像亮度被調整以維持預定的顯示圖像質量。
25.如權利要求24所述的機器可讀介質，其中所述預定的顯示圖像質量由多個顯示圖像屬性之間的關系來表示。
26.如權利要求25所述的機器可讀介質，其中所述關系是值的比值，所述值表示所述多個顯示圖像屬性。
27.如權利要求26所述的機器可讀介質，其中至少一個所述多個顯示圖像屬性受到背光亮度的影響，所述背光亮度與所述顯示監(jiān)視器相聯系。
28.如權利要求27所述的機器可讀介質，其中，至少一個所述顯示圖像屬性受到在計算機系統(tǒng)中執(zhí)行的軟件應用程序的影響，所述計算機系統(tǒng)被耦合到所述顯示監(jiān)視器。
29.如權利要求28所述的機器可讀介質，其中所述多個顯示圖像屬性包括顯示圖像符號亮度；環(huán)境光亮度；顯示圖像背景亮度。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種啟動平板顯示器的功率管理的方法和裝置。在一個實施例中，方法涉及檢測至少一個顯示設備功率狀態(tài)并且調整顯示監(jiān)視器中的背光亮度以響應所述對所述至少一個顯示功率狀態(tài)的檢測。在一個實施例中，方法還涉及當調整背光時，改變顯示圖像的亮度以維持顯示圖像質量。
文檔編號G09G3/36GK1509465SQ02809976
公開日2004年6月30日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權日2001年6月28日
發(fā)明者穎·崔, 穎 崔 申請人:英特爾公司