專利名稱：光源驅(qū)動(dòng)裝置、光源系統(tǒng)以及改善光源均勻發(fā)光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶屏幕面板的背光源，特別是有關(guān)于一種發(fā)光二極管背光源的控制方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
顯示面板均需要一背光源來提供光源，例如穿透式(Transmissive)或半透半反射式(Transflective)液晶屏幕(liquid crystal display，LCD)面板，一般常利用發(fā)光二極管(light-emitting device，LED)來提供背光源。傳統(tǒng)方法是使用紅、綠、藍(lán)三顏色的LED來提供白色的背光源。在照明大尺寸LCD面板時(shí)，會(huì)使用多條不同顏色的LED燈條，并且使用不同LED驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)不同顏色的LED燈條。
為了控制背光源為白色光源，傳統(tǒng)方法是使用三組不同的傳感器分別感測紅、綠、藍(lán)三光源，藉由回授電路將傳感器所感測到不同顏色的亮度值回傳至處理器，而處理器藉由控制LED驅(qū)動(dòng)裝置來調(diào)整各顏色LED的亮度，例如美國專利公開2003/0230991 Muthu et al.披露了關(guān)于回授電路的技術(shù)，其中具有彩色濾片的光電二極管經(jīng)由特定的電路將感測值回傳至微處理器，此微處理器藉由信號來控制LED驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電流以達(dá)到控制亮度的目的，而微處理器信號可以是調(diào)幅或是脈寬調(diào)制(pulse-width modulation，PWM)型式來控制LED的驅(qū)動(dòng)電流。又例如美國專利公開2003/0011832 Changet al.披露的方法是一種根據(jù)LED色度，分別控制紅、綠、藍(lán)LED亮度的方法，以達(dá)到控制白光源的目的。又例如美國專利公開2003/0076056號Schuurmans et al.披露了一種感測色彩的方法，其中使用三組有濾色的光電二極管和一組無濾色的光電二極管來感測光源以得知有濾色和無濾色的比例，以得知三色激值，再根據(jù)所得知三色激值與原預(yù)估值的差異，控制電路來調(diào)整驅(qū)動(dòng)LED的電流。
以往的已有技術(shù)都是在同一頻率下，LED驅(qū)動(dòng)器使用PWM驅(qū)動(dòng)電流來改變每一個(gè)LED燈條工作周期(duty cycle)。如圖1所示，背光源控制系統(tǒng)1包含背光源20和LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10，背光源20包括被多個(gè)驅(qū)動(dòng)器14、16...驅(qū)動(dòng)的不同顏色LED的多個(gè)LED燈條24、26...。傳感器30用來感測不同顏色LED燈條，將傳感器感測的亮度值直接傳回LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器12，一旦控制器得知各顏色亮度值，控制器藉由PWM改變驅(qū)動(dòng)器14、16...的工作周期，來調(diào)整LED燈條亮度。如圖1所示，盡管LED燈條#1和LED燈條#2的工作周期有可能不同，但是驅(qū)動(dòng)LED燈條的頻率是相同的。對于小的背光源，傳統(tǒng)技術(shù)可以適當(dāng)調(diào)整亮度和白色色度，但是一個(gè)傳感器可能不足以使整個(gè)面板很均勻的發(fā)亮。因此，有必要放置兩個(gè)或更多個(gè)傳感器在不同位置去感測亮度。如圖1所示，同時(shí)使用第二傳感器30’，并放置在不同位置感測面板亮度，使整個(gè)面板能更均勻發(fā)亮。
因?yàn)槭褂枚鄠€(gè)傳感器會(huì)增加成本和系統(tǒng)的復(fù)雜度，所以需要提供更有經(jīng)濟(jì)效益的方法和系統(tǒng)來調(diào)整與控制色度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是使用不同頻率來驅(qū)動(dòng)背光源的LED燈條，所以不同位置的背光源亮度和色度可以被監(jiān)測和調(diào)整。一個(gè)具體實(shí)例，每一個(gè)燈條使用不同的頻率。另一個(gè)具體實(shí)例，將兩個(gè)或是更多個(gè)燈條為一群，每一群燈條使用不同的頻率，甚至不同群有不同數(shù)量的燈條，或不同燈條有不同LED數(shù)量。使用一或多群紅、綠、藍(lán)傳感器來感測背光源亮度是否均勻以及色階是否符合需求，例如根據(jù)燈條的位置以及傳感器的間的距離來決定驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置。


圖1顯示傳統(tǒng)控制背光源的示意2顯示本發(fā)明控制背光源的示意2a顯示本發(fā)明譯碼器處理不同顏色感測信號的示意3顯示本發(fā)明基本訊號處理和控制的示意4a-4c顯示使用不同頻率來驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè)LED燈條的示意圖附圖符號說明1～背光源控制系統(tǒng)3、302、312～信號
10、110～LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12、120～控制器14、16、142、144～LED驅(qū)動(dòng)器20、200～背光源24、26、212、214～LED燈條30、30’、300～傳感器100～背光源系統(tǒng)122～頻率選擇器124～微處理器126～微處理器接口130～調(diào)制電路302r、312r～紅信號302g、312g～綠信號302b、312b～藍(lán)信號310～解調(diào)器f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、fk～頻率具體實(shí)施方式

根據(jù)圖2-4C及其描述可以清楚了解本發(fā)明。
本發(fā)明也和傳統(tǒng)技術(shù)一樣使用PWM技術(shù)，藉由改變每一個(gè)LED燈條的工作周期來控制LED燈條亮度，不同于傳統(tǒng)技術(shù)的是使用不同頻率的驅(qū)動(dòng)電流來驅(qū)動(dòng)LED，以便于感測背光源的亮度。如圖2所示，背光源系統(tǒng)100包含LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110和背光源200，背光源200包含一群LED燈條212、214...。LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110包含一群LED驅(qū)動(dòng)器142、144...。各驅(qū)動(dòng)器142、144...分別驅(qū)動(dòng)各LED燈條212、214...。傳感器組300包含多個(gè)傳感器(未圖標(biāo))，用以感測背光源200的各顏色的亮度，本實(shí)施例是以一群紅、藍(lán)、綠傳感器為范例。在LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110里，控制器120的功能是藉由調(diào)制電路130的PWM控制LED工作周期來調(diào)整LED燈條212、214、...的亮度。驅(qū)動(dòng)LED燈條212的頻率為f1，驅(qū)動(dòng)LED燈條214的頻率為f2等等。所以LED燈條212發(fā)亮的頻率是f1頻率，也就是驅(qū)動(dòng)LED燈條212的頻率，而傳感器300感測到不只LED燈條212的亮度還有其它燈條的亮度，所以，來自于傳感器300的信號302包含各個(gè)LED燈條的色階信息，其信息包含各個(gè)LED的頻率(f1、f2...，fk)，并將LED燈條和傳感器的距離做為參考以供校正程序使用之后，即可感測到背光源200亮度的均勻性。
值得一提的是，LED燈條的亮度是取決于驅(qū)動(dòng)電流工作周期，根據(jù)本發(fā)明，控制器120有各頻率的PWM的信息，解調(diào)制器310可先行處理信號302轉(zhuǎn)換成信號312再傳送至控制器120，或者也可以將解調(diào)制器整合到控制器120中，或是整合到LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110中。圖2a顯示將信號302區(qū)分為紅信號302r、藍(lán)信號302b、綠信號302g，并分別被傳送于三條信號線中，以便于提供各別的解調(diào)制器紅信號312r、藍(lán)信號312b、綠信號312g，使系統(tǒng)獲得更多的信息。
如圖3所示，控制器120包含頻率選擇器122，此選擇器可以區(qū)分不同頻率的信號，以提供控制器來控制特定LED燈條的亮度。舉例來說當(dāng)選擇器122選出頻率f2的信號提供給微處理器124，微處理器即可獲得LED燈條214的亮度信息，再根據(jù)頻率f2的PWM信息，微處理器即可調(diào)整LED燈條214工作周期來控制LED燈條亮度，藉由不同頻率的信息，微處理器124可以得知背光源200的色彩平衡度和亮度的均勻度。如圖3所示，控制器120經(jīng)由微處理器接口126傳送控制信號到調(diào)制電路130，調(diào)制電路130藉由工作周期信息來控制LED燈條亮度。
圖4a顯示使用不同頻率于不同LED燈條，微處理器124(請參閱圖3)根據(jù)頻率判斷是哪一個(gè)顏色和哪一位置的LED燈條，舉例來說微處理器124藉由頻率選擇器122得知頻率f4的信號，進(jìn)而得知紅LED燈條#4的亮度。
圖4b顯示三個(gè)不同顏色LED燈條為一組，使用同一頻率，此系統(tǒng)裝置可以感測背光源是否均勻分布，然而，此器統(tǒng)裝置需要三條不同的信號線來傳遞信號，每一個(gè)信號線負(fù)責(zé)一顏色，如圖2a所示。
圖4c顯示當(dāng)燈條和燈條的間的距離很近，且每一個(gè)燈條與傳感器300的距離相差不大時(shí)，兩個(gè)或是多個(gè)相同顏色的LED燈條就能使用同一頻率的信號。另外，只要LED燈條和傳感器300距離相差不大時(shí)，也可以使用相同頻率的驅(qū)動(dòng)信號于這群LED燈條上。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可做若干的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種改善光源均勻發(fā)光的方法，適用于具有多個(gè)發(fā)光器的一光源，所述發(fā)光器區(qū)分為多個(gè)發(fā)光組，各該發(fā)光組藉由一驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生具有一發(fā)光強(qiáng)度的光，該方法包括植入頻率信息于該驅(qū)動(dòng)電流中，其中該驅(qū)動(dòng)電流用以驅(qū)動(dòng)各該發(fā)光組的發(fā)光器；檢測所述發(fā)光組所產(chǎn)生的光以得到一感測光，并輸出指示所述感測光的一感測信號，其中所述感測光具有該頻率信息；根據(jù)該頻率信息判斷所述發(fā)光組的該發(fā)光強(qiáng)度；以及根據(jù)判斷該發(fā)光強(qiáng)度調(diào)整所述發(fā)光組的該驅(qū)動(dòng)電流。
2.如權(quán)利要求1所述的改善光源均勻發(fā)光的方法，其中各該發(fā)光組放置于該光源中的不同位置，而該頻率信息包括用以指示所述發(fā)光組的位置信息，用以根據(jù)所述發(fā)光組的位置調(diào)整所述發(fā)光組的驅(qū)動(dòng)電流。
3.如權(quán)利要求1所述的改善光源均勻發(fā)光的方法，其中至少部分所述發(fā)光組的驅(qū)動(dòng)電流為具有一脈沖寬度的該電流脈沖，并且藉由改變該電流脈沖的該脈沖寬度來調(diào)整所述發(fā)光組的驅(qū)動(dòng)電流。
4.如權(quán)利要求1所述的改善光源均勻發(fā)光的方法，其中所述發(fā)光器包括多個(gè)顏色的發(fā)光器，該感測光包括多個(gè)顏色發(fā)光器的多個(gè)顏色感測光，并且根據(jù)所述發(fā)光器的顏色調(diào)整所述發(fā)光組的該驅(qū)動(dòng)電流。
5.如權(quán)利要求1所述的改善光源均勻發(fā)光的方法，其中所述發(fā)光組的該驅(qū)動(dòng)電流被配置多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率以提供該頻率信息，且該發(fā)光強(qiáng)度的判斷是根據(jù)該感測光的驅(qū)動(dòng)頻率。
6.如權(quán)利要求5所述的改善光源均勻發(fā)光的方法，其中所述發(fā)光組區(qū)分為數(shù)個(gè)不同發(fā)光組，各該發(fā)光組包括多個(gè)發(fā)光條，同一所述發(fā)光組的所述發(fā)光條具有相同該驅(qū)動(dòng)頻率。
7.一種光源驅(qū)動(dòng)裝置，適用于一發(fā)光系統(tǒng)中，該發(fā)光系統(tǒng)包括具有多個(gè)發(fā)光器的一光源，所述發(fā)光器區(qū)分為多個(gè)發(fā)光組，該光源驅(qū)動(dòng)裝置包括一驅(qū)動(dòng)模塊，具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器以供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流給所述發(fā)光組，并產(chǎn)生具有一發(fā)光強(qiáng)度的光，各該驅(qū)動(dòng)電流具有一驅(qū)動(dòng)頻率信息；以及一控制模塊，用以根據(jù)與該發(fā)光強(qiáng)度相關(guān)的該驅(qū)動(dòng)頻率信息判斷所述發(fā)光組的該發(fā)光強(qiáng)度，并根據(jù)判斷所述發(fā)光組的該發(fā)光強(qiáng)度調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)器所提供的該驅(qū)動(dòng)電流。
8.如權(quán)利要求7所述的光源驅(qū)動(dòng)裝置，還包括一光感測模塊，設(shè)置于光源處附近以檢測所述發(fā)光組所產(chǎn)生的光以得到一感測光，并輸出指示該感測光的一感測信號，其中該感測光具有該驅(qū)動(dòng)頻率信息。
9.如權(quán)利要求7所述的光源驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述發(fā)光組放置于該光源的不同位置，而該驅(qū)動(dòng)頻率與所述發(fā)光組的位置有關(guān)聯(lián)性，且該驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)整是根據(jù)所述發(fā)光組的位置。
10.如權(quán)利要求7所述的光源驅(qū)動(dòng)裝置，還包括一調(diào)制模塊，連接該驅(qū)動(dòng)模塊，以提供具有調(diào)制的該驅(qū)動(dòng)電流給予所述發(fā)光組，所述發(fā)光組的該驅(qū)動(dòng)電流是具有一脈沖寬度的該電流脈沖，其中該調(diào)制模塊連接該控制器，且該控制器藉由改變該脈沖寬度來調(diào)整該驅(qū)動(dòng)模塊的該驅(qū)動(dòng)電流。
11.如權(quán)利要求10所述的光源驅(qū)動(dòng)裝置，其中該感測光如同該調(diào)制模塊的該驅(qū)動(dòng)電流為一脈沖形式，該發(fā)光系統(tǒng)還包括一解調(diào)模塊，連接該光感測模塊，用以判斷所述發(fā)光組的該發(fā)光強(qiáng)度之前，解調(diào)該感測信號。
12.如權(quán)利要求8所述的光源驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述發(fā)光器包括多個(gè)顏色光的發(fā)光器，且所述發(fā)光組發(fā)的光是具有多個(gè)顏色，其中該光感測模塊包括多個(gè)感測組件，所述感測組件用以感測各顏色的光，并提供該感測光的該感測信號。
13.如權(quán)利要求12所述的光源驅(qū)動(dòng)裝置，其中根據(jù)所述發(fā)光器的各顏色的光來調(diào)整該驅(qū)動(dòng)電流。
14.一種光源系統(tǒng)，包括一光源，具有多個(gè)發(fā)光器，所述發(fā)光器區(qū)分為多個(gè)發(fā)光組；一驅(qū)動(dòng)模塊，具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器以提供驅(qū)動(dòng)電流給予所述發(fā)光組以產(chǎn)生一發(fā)光強(qiáng)度的光，各該驅(qū)動(dòng)電流具有一驅(qū)動(dòng)頻率；一光源感測模塊，放置于所述發(fā)光組旁，以感測所述發(fā)光組所發(fā)出的光以得到一感測光，并輸出指示該感測光的一感測信號，該感測光具有該驅(qū)動(dòng)頻率的信息；以及一控制模塊，接收該感測模塊的該感測信號，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)頻率信息，判斷所述發(fā)光組的發(fā)光強(qiáng)度，且藉由調(diào)整該驅(qū)動(dòng)器的該驅(qū)動(dòng)電流，以控制所述發(fā)光組的發(fā)光強(qiáng)度。
15.如權(quán)利要求14所述的光源系統(tǒng)，其中所述發(fā)光組放置于該光源的不同位置，該驅(qū)動(dòng)電流頻率與所述發(fā)光組的位置有關(guān)聯(lián)性，且該驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)整根據(jù)所述發(fā)光組的位置。
16.如權(quán)利要求14所述的光源系統(tǒng)，還包括一調(diào)制模塊，連接該驅(qū)動(dòng)模塊，并提供具有調(diào)制的該驅(qū)動(dòng)電流給所述發(fā)光組，發(fā)光組的該驅(qū)動(dòng)電流是具有一脈沖寬度的電流脈沖，其中該調(diào)制模塊也連接該控制器，因此該控制器藉由改變該脈沖寬度來調(diào)整該驅(qū)動(dòng)模塊的該驅(qū)動(dòng)電流。
17.如權(quán)利要求16所述的光源系統(tǒng)，其中該感測光如同該調(diào)制模塊的該驅(qū)動(dòng)電流為一脈沖型式，該發(fā)光系統(tǒng)還包括一解調(diào)模塊，連接該光感測模塊，并判斷所述發(fā)光組的該發(fā)光強(qiáng)度之前，解調(diào)該感測信號。
18.如權(quán)利要求14所述的光源系統(tǒng)，其中所述發(fā)光器包括多個(gè)顏色光的發(fā)光器，且所述發(fā)光組發(fā)的光是具有多個(gè)顏色，其中該光感測模塊包括多個(gè)感測組件，用以感測各顏色的光，并提供該感測光的該感測信號。
19.如權(quán)利要求18所述的光源系統(tǒng)，其中根據(jù)所述發(fā)光器的各顏色的光來調(diào)整該驅(qū)動(dòng)電流。
全文摘要
本發(fā)明的背光源是使用不同頻率的驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光條，因?yàn)榉峙洳煌l率于各獨(dú)立發(fā)光條，所以可以監(jiān)測和調(diào)整背光源亮度的均勻度和色度，此外一發(fā)光組是由數(shù)個(gè)發(fā)光條所組成，各發(fā)光條分配不同的頻率，一發(fā)光組可能具有兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)光條，有些發(fā)光組所具有的發(fā)光條比其它發(fā)光組多，甚至有些發(fā)光條所具有的發(fā)光二極管比其它發(fā)光條多，背光源的光均勻度和色度是被一個(gè)或多個(gè)紅、綠、藍(lán)傳感器所感測，并且根據(jù)發(fā)光條的位置來分配不同驅(qū)動(dòng)頻率。
文檔編號G09G3/20GK1801310SQ200610004958
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者林信吾, 劉仁綺, 黃志濠 申請人:友達(dá)光電股份有限公司