TW200906221A - Light emitting device and its calibrating and controlling method - Google Patents

Description

200906221 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光裝置及其校正與控制方法。 【先前技術】 由於發光二極體與一般的光源（例如燈泡或燈管）比較 之下，其具有壽命長、耗電量少、體積小等優點，且由於 發光二極體的技術也越來越成熟，目前在指示燈、背光模 組甚至照明設備上，皆逐漸出現了發光二極體的應用。 一般而言，發光二極體由於製程的變異，而使得即使 是同時製造出來的發光二極體，其在相同驅動訊號下的亮 度皆會有所差異。為了能夠呈現真實的色彩或較佳的顏色 時，控制發光二極體的平均亮度即成為相當重要的技術之 一，尤其是例如應用於背光模組而需要數量較多的發光二 極體時。 以背光模組為例，請參照圖1A所示，習知的背光模 組係具有複數個發光二極體11、一光感測器12及一控制 器13。光感測器12係於各發光二極體11發光時接收其所 產生的光線，並據以產生一回授信號至控制器13，再由控 制器13依據回授信號來調整相對應之發光二極體11的亮 度。 近來又有業者提出另一種習知的背光模組，於該習知 的背光模組中，其係將複數個發光二極體11區分為多數 個區域，請參照圖1B所示，例如，其係將複數個發光二 200906221 極體11區分為12個區域，每—區域例如係由四個發光二 極體11搭配一個光感測器12，以分區調整發光二極體的 亮度。然而，由於發光二極體11係被區分為12個區域， 因此用以調整發光二極體11之亮度的控制器（未示於圖） 需要具有12個通道，以分別控制12個區域之發光二極體 11的亮度。 承上所述，發光二極體因為製程的變異、封裝的影響 以及與光感測器的距離等因素，將會造成發光二極體與光 感測器的耦合係數不同，因此其感測效率也將會不同。如 此一來，將會造成在感測發光二極體之發光亮度時的不 便，也較難以調整控制每一發光二極體之間的發光差異。 因此，如何使由發光二極體所組成之發光裝置的亮度 能夠受到完善的控制，實屬當前重要課題之一。 【發明内容】 有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠解決 每一發光二極體與光學回授感測器之間的光學耦合差 異，而能有效控制的發光裝置及其校正與控制方法。 緣是，為達上述目的，依據本發明之一種發光裝置係 包含至少一發光二極體單元、一記憶單元及一控制單元。 發光二極體單元係依據一亮度控制訊號以控制其一發光 亮度。記憶單元係儲存有發光二極體單元之發光亮度與亮 度控制訊號之一初始化相對關係。控制單元係分別與發光 二極體單元及記憶單元電性連接，並依據一亮度需求訊號 200906221 及初始化相對關係以決定發光二極體單元之發光亮度。 為達上述目的，本發明之一種發光裝置的校正方法， 其中發光裝置係具有至少一發光二極體單元，而校正方法 係包含下列步驟：輸入一亮度控制訊號至發光二極體單 元；量測發光二極體單元之一發光亮度；以及將亮度控制 訊號與發光亮度之一初始化相對關係寫入一記憶單元。 為達上述目的，本發明之一種發光裝置的控制方法， 其中發光裝置具有至少一發光二極體單元及一記憶單 元。記憶單元係至少記錄有驅動發光二極體單元之一亮度 控制訊號與其一發光亮度之一初始化相對關係。控制方法 係包含下列步驟：讀取記憶單元中，亮度控制訊號與發光 亮度之初始化相對關係；以及依據一亮度需求訊號及初始 化相對關係，以決定發光二極體單元所需之亮度控制訊 號。 承上所述，因依據本發明之發光裝置及其校正與控制 方法，係將發光裝置的亮度控制訊號及其發光亮度之間的 初始化相對關係先行記錄於記憶單元中，當發光裝置組裝 於系統中，且其接收到所需的發光亮度後，便會依據初始 化相對關係，而以計算的方式或查表的方式，得到相對應 的亮度控制訊號，並據以驅動發光裝置中的發光二極體單 元。如此一來，當有複數發光二極體單元時，即可依照個 別的初始化相對關係，而將其發光亮度調整至一致。 【實施方式】 200906221 以下將參照相關圖式’說明依據本發明較佳實施例之 發光裝置及其校正與控制方法。 請參照圖2所示’依據本發明較佳實施例之發光裝置 2係包含至少一發光二極體單元21、一記憶單元22及一 控制單元23。其中，發光裝置2係可為一光棒(Lightbar) 態樣之發光裝置、應用於背光模組之發光裝置或是作為照 明用之發光裝置。 ‘ 發光一極體單元21係依據一亮度控制訊號$ 1以控制 其一發光亮度。本實施例中，發光二極體單元21係具有 至少一發光二極體211、至少一第一開關元件212、至少 一儲能元件213以及至少一光感測控制元件214。 ^ 第一開關元件212係與發光二極體211電性連接，其 中第一開關元件212係可為一雙載子電晶體(Bjt)二 效電晶體(FET)。於本實施例中，第一開關元件hi : MOSFET為例。另外，第一開關元件212係卞二 體211以串聯連接（如圖2所示)，當然藉由:二：一極 芍士+，介叮企饮, 田…精田適當的迴路 〇又汁亦可與發光二極體211以並聯連接（如目 請再參照圖2所示’儲能元件係與第一開關元株 212電性連接，並儲存亮度控制訊 儲能元件213係可A „ 本貝靶例中， 以雷，而亮度控制訊號S1則係 電i形式儲存於電容器中。當然 的特性’亮度控制訊號S1可以不同的型^3 儲存於儲能元件213中。 丨如電机） 光感測控制元件214係與儲能元件213電性連接，並 200906221 感測發光二極體211之一發光能量，並依據發光能量來調 節亮度控制訊號S1 ’而第一開關元件212係依據儲能元件 213所儲存之亮度控制訊號大小進行開（turnon)、關（turn 〇订）的動作，以控制發光二極體211發光與否。在此所謂 的開、關動作是指開關元件依據亮度控制訊號Si較大的 幅度轉變所做的動作。於本實施例中，光感測控制元件214 係可包含一感光二極體（photo diode ),其係與儲能元件 213並聯。另外，光感測控制元件214亦可包含—控制迴 路（圖中未顯示），並將其與感光二極體電性連接，以做 額外的控制。 需注意者，於此所述之電性連接係可為直接電性連接 或間接電性連接’而所謂的間接電性連接係指二元件之間 藉由另一元件使其相互電性連接之意。 記憶單元22儲存有發光二極體單元21之發光亮度與 冗度控制號S1之一初始化相對關係reiati〇n)。其 中初始化相對關係是代表發光裝置2在製造完成後，針對 各發光二極體之發光亮度與亮度控制訊號之間所量測 之一關係。且初始化相對關係可在歸納整理後以一數學函 式來表示’或是以對照表的方式呈現不同的發光亮度對應 不同的党度控制訊號S1。於本實施例中，記憶單元22係 為非揮發性 §己體(Non-Volatile Memory)。 控制單元23係分別與發光二極體單元21及記憶單元 22電性連接’並依據一亮度需求訊號以及初始化相對關係 來決定亮度控制訊號S1的大小。 200906221 另外’發光裝P更可包含-電源供應器24，其 提供-直流電源或-父流電源至發光二極體2ιι。 當電源供應器24係提供交流電源時，則發光梦 含一整流器25(如圖4所示），其係可為橋士包

將交流電源轉換為直流電源後，再提供至 抓為U 、 货无二極體211。 承上所述，當發光裝置2中具有複數發光二極 時，雖然各別的發光二極體單元能夠被獨立控制1 而，由於不_發光二極體單元所具有_合係數各不相、 同，因此在控㈣將會產生縣。以下，請參照圖5斑上 述以說明本發明較佳實施例之發光裝置的校正方法/、 如圖5所示，發光裝置之結構係如上㈣施=所述， 而發光裝置的校正方法係包含步驟s〇1至步驟SO]。 步驟S〇1係輸入-亮度控制訊號至發光二極體單元 ==二極體單元中之發光二極體即會依據亮度控制 讯就而發光。 步驟S〇2係量測發光二極體單元中的發光二極體之一 it :於本實施例中，發光亮度係為發光二極體之- 對關=::::=號與發光亮度之-初始化相 整理後以-數學對關係可在歸納 另外，h 或是崎絲的料呈現。 - Θ 杈正過後，發光裝置的控制方法III如η 6斛 不，其包括步帮S11至步驟Sl3。制方去則如圖6所 步驟 S 11 # f| # 存於記憶單元中的初始化相對關 200906221 係。步驟S12係依據發光裝置所需之一亮度需求以及初始 化相對關係來決定發光二極體單元所需的亮度控制訊號 的大小。步驟S13係將發光二極體單元所需的亮度控制訊 號輸入發光二極體單元。 其中，發光裝置係具有如圖2所示之結構，請參照圖 7並搭配圖2與上述，步驟S13更包含步驟S131至步驟 S133。 步驟S131係將亮度控制訊號輸入儲能元件中。步驟 S13 2係依據亮度控制訊號控制第一開關元件，以使發光二 極體發光。步驟S133係由光感測控制元件感測發光二極 體之發光能量，並調節儲能元件所儲存之亮度控制訊號之 大小。簡而言之，發光二極體的發光亮度是藉由不同大小 的亮度控制訊號所控制，而亮度控制訊號則是依據初始化 相對關係及發光裝置所需的發光亮度而決定其值的大 小。另外，發光裝置更依據亮度控制訊號控制第一開關元 件，以終止發光二極體發光。 综上所述，因依據本發明之發光裝置及其校正與控制 方法，係將發光裝置的亮度控制訊號及其發光亮度之間的 初始化相對關係先行記錄於記憶單元中，當發光裝置組裝 於系統中，且其接收到所需的發光亮度後，便會依據初始 化相對關係，而以計算的方式或查表的方式，得到相對應 的亮度控制訊號，並據以驅動發光裝置中的發光二極體單 元。如此一來，當有複數發光二極體單元時，即可依照個 別的初始化相對關係，而將其發光亮度調整至一致。 11 200906221 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離 本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 圖1A為顯示習知調整發光二極體亮度之一架構示意 圖， 圖1B為顯示習知發光裝置之一部分示意圖； 圖2為顯示依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的 架構不意圖， 圖3為顯示依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的 另一架構示意圖，其中第一開關元件係與發光二極體並 聯； 圖4為顯示依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的 又一架構示意圖，其係增加一整流器； 圖5為顯示依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的 校正方法之一流程圖； 圖6為顯示依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的 控制方法之一流程圖；以及 圖7為圖6中步驟S13之一詳細流程圖。 12 :光感測器 2:發光裝置 【主要元件符號說明】 11 :發光二極體 13 :控制器 12 200906221 21 :發光二極體單元 211 :發光二極體 212 :第一開關元件 213 :儲能元件 214 :光感測控制元件 22 :記憶單元 23 :控制單元 24 :電源供應器 25 :整流器 S1 :亮度控制訊號 S01〜S03 :發光裝置的校正步驟 S11〜S13 :發光裝置的控制步驟 S131〜S133 :亮度控制訊號的輸入步驟 13

Claims (1)

1. 200906221 十、申請專利範圍： 1、 一種發光裝置的校正方法，其中該發光裝置具有至少 一發光二極體單元，該校正方法包含·· 輸入一亮度控制訊號至該發光二極體單元； 量測該發光二極體單元之一發光亮度；以及 將該亮度控制訊號與該發光亮度之一初始化相對關係 寫入一記憶單元。 2、 如申請專利範圍第1項所述之校正方法，其中該亮度 控制訊號與該發光亮度之該初始化相對關係寫入一非 揮發性記憶體。 3、 如申請專利範圍第1項所述之校正方法，其中該發光 二極體單元係具有複數個發光二極體。 4、 如申請專利範圍第3項所述之校正方法，其中該發光 亮度係為該等發光二極體之一平均亮度。 5、 如申請專利範圍第1項所述之校正方法，其中該亮度 控制訊號與該發光亮度之該初始化相對關係是以一數 學函式表示。 6、 如申請專利範圍第1項所述之校正方法，其中該亮度 控制訊號與該發光亮度之該初始化相對關係是以一對 14 200906221 照表表示。 7、 一種發光裝置的控制方法，其中該發光裝置具有至少 一發光二極體單元及一記憶單元，且該記憶單元係至 少記錄有驅動該發光二極體單元之一亮度控制訊號及 其一發光亮度之一初始化相對關係，該控制方法包含： 讀取該5己憶單元中之該初始化相對關係；以及 依據一壳度需求及該初始化相對關係，以決定該發光 二極體單元所需之該亮度控制訊號之大小。 8、 如申請專利範圍第7項所述之控制方法，更包含： 將該發光二極體單元所需之該亮度控制訊號輸入該發 光二極體單元。 如申味專利範圍帛7項所述之控制方法，其中該發光 二極體單㈣具有至少—發光二極體、至少—第一開 關疋件2至少一儲能元件以及至少一光感測控制元 件該第-開關疋件係與該發光二極體電性連接，該 :諸能元件係與該第—開關元件電性連接，該光感測控 ^件係與該儲能元件電性連接，而該控制方法更包 將該亮度控制訊號輸入該儲能元件中； 依，該亮度控制訊號控制該第—開關元件，以使該發 光二極體發光；以及 15 200906221 由該光感測控制元件感測該發光二極體之發光能量’ 並調節該儲能元件所儲存之該亮度控制訊號。 10、如申請專利範圍第9項所述之控制方法，更包含： 依據該亮度控制訊號控制該第一開關元件，以終止該 發光二極體發光。 ' 11、一種發光裝置，包含： / 至少一發光二極體單元，其係依據一亮度控制訊號以 控制其一發光亮度； 一記憶單元，儲存有該發光二極體單元之該發先亮度 與該亮度控制訊號之一初始化相對關係；以及 一控制單元，分別與該發光二極體單元及該記憶單元 電性連接，並依據一亮度需求訊號及該初始化相對 關係以決定該免度控制訊號之值。 12、如申請專利範圍第11項所述之發光裝置，其中該發 光二極體單元更包含： 至少一發光二極體； 至少一第一開關元件，係與該發光二極體電性連接； 至少一儲能元件，係與該第一開關元件電性連接，並 儲存該亮度控制訊號；以及 至少一光感測控制元件，係與該儲能元件電性連接， 並感測該發光二極體之一發光能量，並依據該發光 16 200906221 能量調節該亮度控制訊號，而該第一開關元件係依 據該亮度控制訊號大小以控制該發光二極體。 13、 如申請專利範圍第12項所述之發光裝置，其中該儲 能元件係包含一電容器。 14、 如申請專利範圍第12項所述之發光裝置，其中該光 感測控制元件係包含至少一感光二極體。 15、 如申請專利範圍第12項所述之發光裝置，更包含一 電源供應器，其係與該發光二極體電性連接，並提供 一電源至該發光二極體。 16、 如申請專利範圍第15項所述之發光裝置，其中該電 源係為一直流電源或一交流電源。 17、 如申請專利範圍第15項所述之發光裝置，更包含一 整流器，其係分別與該發光二極體及該電源供應器電 性連接。 18、 如申請專利範圍第17項所述之發光裝置，其中該整 流器係為一全橋式整流器。 19、 如申請專利範圍第12項所述之發光裝置，其中該光 17 200906221 感測控制元件係與該儲能元件並聯連接。 20、 如申請專利範圍第12項所述之發光裝置，其中該第 一開關元件係與該發光二極體並聯連接。 21、 如申請專利範圍第12項所述之發光裝置，其中該第 — 一開關元件係與該發光二極體串聯連接。 18