專利名稱：基于led的光學系統(tǒng)及其老化補償?shù)姆椒?br> 基于LED的光學系統(tǒng)及其老化補償?shù)姆椒?技術(shù)領(lǐng)域根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法涉及一種基于發(fā)光二極管(LED)的光學系統(tǒng) 及其老化補償?shù)姆椒?。更具體地講，本發(fā)明涉及一種基于LED的光學系統(tǒng)及 其老化補償方法，該老化補償方法可以通過補償由于各LED塊的老化速度的 差異導(dǎo)致發(fā)生LED塊輸出的不均勻，來確保均勻的畫面品質(zhì)。
背景技術(shù)：
近來已經(jīng)使用LED來照明，正在全力開發(fā)LED來用作背光。受所用的 半導(dǎo)體材料的帶隙的影響，LED產(chǎn)生相對窄光譜的光。具體地講，通過R(紅 色)、G (綠色)和B (藍色)LED的組合，可以產(chǎn)生混合光和白光。在產(chǎn)生 混合光和白光的過程中，通過變化各個顏色LED的混合比率導(dǎo)致的色差 (shade difference )表現(xiàn)為色調(diào)變化(color variation )，以產(chǎn)生混合的顏色。 因此，在利用LED制造發(fā)光裝置(lighting fixture )的情況下，各個顏色LED 的混合比例應(yīng)該保持不變。LED的光學特性根據(jù)其自身的特性和周圍環(huán)境會一直改變，這種光學特 性一直的改變被稱作"老化"或"退化"。根據(jù)各個LED的特性，老化速度 不同，并且當LED周圍的溫度變高或者當被提供高功率(power)時，老化 速度加快。另 一方面，安裝在大面積顯示面板中的LED被分組成LED塊，輸出特 性類似的LED布置在一個LED塊中。這里，輸出特性是指當相同的電流量 提供到LED時從LED輸出的能量的量。通過將輸出特性類似的LED布置在 一個LED塊中，可以根據(jù)LED的輸出特性來控制LED塊。因此，可以防止 由于LED的輸出特性的差異導(dǎo)致的各個LED塊之間會出現(xiàn)的輸出差異。然而，在大面積顯示面板的情況下，由于LED塊的對應(yīng)位置導(dǎo)致在各個 LED塊之間會出現(xiàn)溫度差，并且布置在高溫區(qū)的LED塊的老化速度會是布置 在低溫區(qū)中的LED塊的老化速度的兩倍。如果如上所述在LED塊之間存在老化速度的差異，則雖然各個LED塊都是被控制成輸出相同的顏色，但是從各個LED塊輸出的顏色會不同。由于 LED塊之間的顏色偏差，導(dǎo)致在整個顯示面板中會出現(xiàn)局部顏色的不均勻， 從而圖像品質(zhì)下降并導(dǎo)致了用戶不滿。因此，需要存在一種補償方法，該補償方法能夠使由于各個LED塊之間 的老化速度差異導(dǎo)致發(fā)生的各個LED塊之間的顏色不均勻最小化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的示例性實施例克服了上述缺點和沒有在上面描述的其它缺點。 此外，本發(fā)明不是必需要克服上述的缺點，本發(fā)明的示例性實施例可以不克 服上述問題中的任何一個。因此，本發(fā)明的方面在于提供一種基于LED的光 學系統(tǒng)及其老化補償方法，該方法可以去除由于各LED塊之間的老化速度的 差異導(dǎo)致出現(xiàn)的各LED塊之間的顏色的不均勻。通過提供根據(jù)本發(fā)明實施例的基于LED的光學系統(tǒng)來基本上實現(xiàn)上述和 其它方面，該基于LED的光學系統(tǒng)包括至少一個LED塊，由預(yù)定數(shù)量的 LED組成；傳感器，感測各LED塊的輸出值；控制塊，通過將初始狀態(tài)下的 各個LED的初始輸出值與在比較時間點通過傳感器感測的各個LED塊的比 較輸出值作比較，來產(chǎn)生特定的補償比率，并根據(jù)補償比率來控制施加到各 LED塊的電流量。控制塊可包括輸出變化率計算單元，輸出輸出變化率，輸出變化率是 各LED塊的初始輸出值與比較輸出值的比；補償比率計算單元，在各LED 塊的輸出變化率中提取最大值，并通過將各LED塊的輸出變化率除以最大值 來計算補償比率?？蓪τ诎诟鱈ED塊中的不同顏色的紅色(R )、綠色(G )和藍色(B ) LED組來計算輸出變化率?？刂茐K可包括平均計算單元，平均計算單元通過對各顏色的LED組的輸 出變化率求平均來計算各顏色的平均輸出變化率?？刂茐K還可包括補償判斷單元，補償判斷單元根據(jù)各顏色的平均輸出變塊的顏色LED組進行輸出補償。如果差超過閾值，則補償判斷單元可以判斷對應(yīng)顏色的LED組已經(jīng)損壞 或者已經(jīng)出現(xiàn)測量誤差，從而判斷補償不可行。
補償比率計算單元可提取各顏色的最大值，并通過將LED塊的顏色LED 組的輸出變化率除以最大值來計算補償比率。控制塊還可包括脈寬計算單元，脈寬計算單元通過將對于被判斷成將可 能被補償?shù)腖ED塊的顏色LED組先前已經(jīng)提供的脈沖信號的脈寬乘以補償 比率，來計算將新施加的脈寬。基于LED的光學系統(tǒng)還可包括LED驅(qū)動器，LED驅(qū)動器控制LED塊的 顏色LED組的操作，其中，控制塊向LED驅(qū)動器提供計算出的脈寬的信息， LED驅(qū)動器將具有所述脈寬的脈沖信號提供給LED塊的顏色LED組。傳感器可包括R、 G和B傳感器，用于感測R、 G和BLED組的輸出。R、 G和B傳感器可以一個接一個地安裝。R、 G和B傳感器可以具有可調(diào)的敏感性。R、 G和B傳感器的多個傳感器對可被分組并安裝。R、 G和B傳感器在相同顏色傳感器中可具有不同的敏感性。R、 G和B傳感器的多個傳感器對可以按預(yù)定間隔安裝。各傳感器對可具有相同的敏感性。當感測LED塊的初始輸出值或比較輸出值時，通過交替地導(dǎo)通各LED 塊來一個接一個地感測各LED塊。當感測LED塊的初始輸出值或比較輸出值時，交替地導(dǎo)通包含在LED 塊中的R、 G和BLED組。當感測LED塊的初始輸出值或比較輸出值時，同時地導(dǎo)通包含在LED 塊中的R、 G和BLED組。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種補償基于LED的光學系統(tǒng)的老化的 方法，該方法包括對于各LED塊，在初始狀態(tài)下產(chǎn)生由預(yù)定數(shù)量的LED 組成的至少一個LED塊的初始輸出值；在比較時間點通過感測各LED塊的 輸出值來產(chǎn)生各LED塊的比較輸出值；通過將初始輸出值與各LED塊的比 較輸出值作比較，來產(chǎn)生特定的補償比率；根據(jù)補償比率來補償各LED塊的 輸出。


通過參照附圖描述本發(fā)明的特定示例性實施例，本發(fā)明的以上方面和特 征將變得更清楚，在附圖中
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的釆用基于LED的光學系統(tǒng)的背 光的構(gòu)造的框圖；圖2A和圖2B是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的其中表示出各 個傳感器位置的背光的視圖；的詳細構(gòu)造的框圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的通過圖3中的輸出感測控制單 元來提取初始輸出值和比較輸出值的過程的流程圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的補償基于LED的光學系統(tǒng)的老 化的過程的流程圖。在所有附圖中，相同的標號將被理解為表示相同的部分、組件和結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
現(xiàn)在將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。在附圖中，圖中相 同的元件用相同的標號來表示。在下面的描述中，為了簡明和清晰，已經(jīng)省 略了對包含在其中的公知的功能和構(gòu)造的詳細描述。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的采用基于LED的光學系統(tǒng)的背 光的構(gòu)造的框圖。參照圖1，背光包括多個LED塊10-1至IO-N、 LED驅(qū)動器20、紅色、 綠色和藍色(RGB)傳感器50、控制塊30和存儲單元40。背光由多個LED塊10-1至10-N組成，每個LED塊包括多個R、 G和B LED。這里，RLED串聯(lián)連接以組成RLED組11， GLED串聯(lián)連接以組成G LED組12， B LED串聯(lián)連接以組成B LED組13。 R LED組11、 G LED組 12和B LED組13并聯(lián)連接，并從與其連接的LED驅(qū)動器20接收脈沖信號。 LED驅(qū)動器20連接到LED塊10-1至10-N中的一個或多個。即，LED驅(qū) 動器20可以連接到組成一個背光的所有LED塊10-1至IO-N，或者連接到部 分LED塊。在控制塊30的控制下，LED驅(qū)動器20控制用于確定提供到LED 塊10-1至10-N中的R LED組11、 G LED組12和B LED組13的電流量的 脈沖信號的脈寬。當脈沖信號的脈寬加寬，即脈沖信號的占空比變得更大時， 提供到各個LED組ll、 12和13的電流量增加。RGB傳感器50包括R傳感器51、 G傳感器52和B傳感器53,用于 感測從RLED組11、 GLED組12和B LED組13輸出的能量；傳感器板57， 用于通過將各個傳感器51、 52和53感測的能量處理為數(shù)據(jù)來產(chǎn)生RLED組 11、 GLED組12和BLED組13的輸出值。這里，各個傳感器51、 52和53 可包括光電二極管。為了便于裝配或出于其它設(shè)計原因，傳感器51、 52和53可以一個接一 個安裝在背光中，或者可選擇地，R、 G和B傳感器51、 52和53中的多個 傳感器對可以按預(yù)定間隔安裝。此外，傳感器51、 52和53可以安裝在背光 的一側(cè)。在圖2A中，示出了由6個LED塊組成的背光。在布置在背光的上部的 一對LED塊10之間安裝對應(yīng)的傳感器51、 52和53。雖然在圖2A中示出了 一組傳感器，但是成對的傳感器51、 52和53組也可以安裝在對應(yīng)的位置。在安裝一組傳感器51、 52和53的情況下，由于傳感器51、 52和53感 測與傳感器距離不同距離設(shè)置的LED塊10的輸出，因此傳感器51、 52和53 可以被構(gòu)造為具有可調(diào)的敏感性(sensitivity )。即，在感測與傳感器組51、 52和53相鄰地布置的LED塊10的輸出的情況下，將R、 G和B傳感器51、 52和53的敏感性調(diào)節(jié)成降低；而在感測與傳感器組51、 52和53分開布置 的LED塊10的輸出的情況下，將R、 G和B傳感器51、 52和53的敏感性 調(diào)節(jié)成增加，使得可以均勻地感測LED塊10的輸出。在安裝多組傳感器51、 52和53的情況下，各個傳感器組51、 52和53 可以設(shè)置有不同的敏感性，并且用于感測輸出的傳感器組51、 52和53對應(yīng) 于各LED塊10,使得可以感測LED 10的輸出。在圖2B中，示出了由N個塊組成的背光，并且各個傳感器組51、 52和 53按預(yù)定間隔安裝。因此，各個傳感器組51、 52和53感測與之相鄰布置的 一個或多個LED塊10的輸出。此時，由于各個傳感器組51、 52和53與各 個LED塊IO之間的距離幾乎相同，因此各個傳感器組51、 52和53可以構(gòu) 造為具有相同的敏感性。另一方面，無論是安裝一個傳感器組51、 52和53還是在單個位置安裝 或分散安裝多個傳感器組51、 52和53的情況，都可以通過分別地或者同時 地導(dǎo)通LED塊的R LED組11 、 G LED組12和B LED組13來檢測各個LED 塊10的輸出。即，通過順序地導(dǎo)通每個LED塊10的R LED組11 、 G LED組12和B LED
組13, R、 G和B傳感器51、 52和53可以順序地感測RLED組11、 GLED 組12和BLED組13的輸出。此外，通過同時導(dǎo)通包含在一個LED塊10中 的RLED組ll、 GLED組12和BLED組13， R、 G和B傳感器51、 52和 53可以同時感測RLED組11、 G LED組12和B LED組13的輸出。在后面 的這種情況下，可以縮短各個傳感器51、 52和53感測輸出所需的時間。控制塊30通過將初始狀態(tài)下由RGB傳感器50感測到的初始輸出值 (《,g;,《)與在比較時間點的比較輸出值(a，g,，a )作比較，來產(chǎn)生特定 的補償比率，并通過調(diào)節(jié)向包含在LED塊10-1至10-N中的各個顏色的LED 組ll、 12和13提供的電流量來補償輸出。如圖3中所示，控制塊30包括輸出感測控制單元31、輸出變化率計算 單元32、平均計算單元33、補償判斷單元34、補償比率計算單元35和脈寬 計算單元36。輸出感測控制單元31控制LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12 和13的輸出感測操作，并將通過RGB傳感器50感測的LED塊10-1至10-N 的顏色LED組11、 12和13的輸出值存儲在存儲單元40中。在這種情況下， 初始輸出值(《,g;,5;)和比較輸出值(a,a,5,)存儲在存儲單元40中。初 始輸出值(《，g;,《)是在初始狀態(tài)(比如當測試背光產(chǎn)品或當初始地施加電 源時)從LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13感測的值，比較 輸出值(i ,，g,，a )是在特定的比較時間點從LED塊10-1至10-N的顏色LED 組11、 12和13感測的值。存儲單元40可以是存儲器件，比如電可擦除可編程只讀存儲器 (EEPROM)或者閃存，并包括用于存儲初始輸出值(《,g:,5:)的初始值存 儲部分41和用于存儲比較輸出值(a,g,，a)的比較值存儲部分42。這里， 初始值存儲部分41和比較值存儲部分42具有不同的地址(address )。通過下面將參照圖4描述的過程，輸出感測控制單元31將初始輸出值()存儲在初始值存儲部分41中，將比較輸出值(a，a,^ )存儲在比較值存儲部分42中。輸出變化率計算單元32計算關(guān)于LED塊10-1至10-N的輸出變化率(&,^I,旦)，所述輸出變化率(旦,:^,&)是存儲在存儲單元40中的初始輸出 g乂 5/ 乂 5/值(《,g;,5:)與比較輸出值(a,c^,a )的比率。通過將初始輸出值(《,g:,《)除以比較輸出值()來得到輸出變化率(且,S，&)。在這種情況下，a ^
輸出變化率計算單元32計算出LED塊10-1至10-N中包含的不同顏色的R LED組11、 GLED組12和B LED組13的對應(yīng)的輸出變化率(登,|^，爭)。因此，關(guān)于N個LED塊10-1至10-N的R LED組11 、 G LEf)組'12'和B LED組13，產(chǎn)生3N個輸出變化率H爭)。這里，第一 LED塊10-1的R LED組11的輸出變化率(登)表示為il, ' R"G LED組12的輸出變化率( ) 表示為Gi'/G!，BLED組13'的輸出變化率(|^)表示為'/B!。以相同的方式， 第N個LED塊10-N的R LED組11的輸出t化率(登)表示為RN'/RN， G LED組12的輸出變化率(& )表示為GN7GN,BLEDiifl3的輸出變化率(&) 表示為BN'/BN。平均計算單元33通過將包含在所有LED塊10-1至10-N中的R LED組 11、 GLED組12和BLED組13的輸出變化率 ，^)求平均，來計算出 各個顏色LED組ll、 12和13的平均輸出變化率—，如等式(l)中所示， 平均計算單元33通過對包含在所有LED塊10-1至10-N中的R LED組11 的輸出變化率(f )求和，并用求和得到的輸出變化率除以N (即，LED塊 10-1至10-N的數(shù)'目)來計算出R LED組11的平均輸出變化率Rmean。以相同的方式，平均計算單元33計算出G LED組12的平均輸出變化率Gmean和B LED組13的平均輸出變化率Bmean。因此，通過平均計算單元33對各個顏 色計算出三個平均輸出變化率(Rmean,G<formula>formula see original document page 12</formula>( 1 )如等式(2 )中所示，補償判斷單元34通過將R LED組11 、 G LED組 12和B LED組13的對應(yīng)的平均輸出變化率(Rmean， Gmean， Bmean )與LED塊 10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的輸出變化率(f )之間的差，與根據(jù)各顏色預(yù)定的補償范圍值(FaultRangeR, FaultRang^G， #auftRangeB )作 比較，來判斷對LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的補償是 <formula>formula see original document page 13</formula>G附朋—》S^^"""a"gGc ...... (2)^簡-f這里，x表示對應(yīng)的LED塊10-1至IO-N的數(shù)目，這意^^木著通過等式(2) 對于所有的LED塊10-1至10-N的所有的顏色LED組11、 12和13判斷是 否可能進行補償。即，對于3N個顏色LED組11、 12和13判斷是否可能進如果LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的輸出變化率H^與顏色LED組11、 U和l3的平均輸出變化率(R證n, Gmean,之詢6《差'超過了補償范圍值，則補償判斷單元34判斷完全補償不可能進行，而如果差在補償范圍值內(nèi)，則補償判斷單元34判斷完全補償能夠進行。這是因為如果差大于補償范圍值，則認為包含在LED塊10-1至IO-N的對應(yīng)的顏色LED組ll、 12和13中的LED可能已經(jīng)損壞或者已經(jīng)出現(xiàn)測量誤差。因此，補償范圍值被確定為在假設(shè)LED沒有損壞或還沒有出現(xiàn)測量誤差的前提下可以計算出來的平均輸出變化率(Rmean， Gmean， Bmean)與輸出變化率 ^ &且之間的差。 (《A補償比率計算單元35計算出關(guān)于LED塊10-1至IO-N的顏色LED組11、12和13(其完全補償被判斷出是可能的)的補償比率(rx， gx， bx)。為此，如等式(3)中所示，補償比率計算單元35從LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的輸出變化率(且,^,^)中提取出最大值(^kL,^L,: kL),i x Gu "^m^t B^ay并通過將LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的薪出變化率(且,^,&)除以最大值(^^,^^,^^)來計算出補償比率(rx,gx，bx)。 A A A W皿G皿5魔 <formula>formula see original document page 14</formula>這里，補償比率是LED塊10-1至10-N中的相對輸出變化率的比率，并 且由于通過將輸出變化率(昱,^,&)除以最大值(:^L，^i,i)來獲得補 償比率，所以補償比率的值^/氛眷于1。因此，在%1命^菱^軍(登，,,|^ 等于最大值(^^，^^,l^)的LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色L且D金li、 12和l3中，將嘗比，(Cgx,bx)變?yōu)?,而在其輸出變化率H^,爭)小于 最大值(^^，^L，:^)的LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色L'ED'組'11、 12,"^M^, / M^丄"^H4Z 、 、 、和13中，補償tl率G"x,gx，bx)變成小于1。在這種情況下，比提供到其它LED塊10-1至IO-N的電流量大的電流量 應(yīng)該被提供到其補償比率(rx,gx,bx)為1的LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏 色LED組11 、 12和13 。然而，由于根據(jù)LED的特性提供到各個LED的電 流量的閾值是固定的，因此不可能無限制地增大電流量。如果用于可能進行 補償?shù)腖ED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13的電流量普 遍增大，則隨著功耗的增加LED的壽命縮短。因此，對其補償比率(rx， gx, bx)為1的LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏 色LED組ll、 12和13,不執(zhí)行補償，并應(yīng)該-提供與先前相同的電流量。比 較而言，對其補償比率(rx, gx, bx)小于1的LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏 色LED組11、 12和13,執(zhí)行補償，并可以提供比施加到補償比率為1的LED 塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13的電流量小的電流量。根據(jù)等式(4),脈寬計算單元36計算出提供到具有補償比率(rx,gx，bx) 的LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13的脈沖信號的脈 寬。<formula>formula see original document page 15</formula>這里，PWMR、 PWMG和PWMB表示提供到現(xiàn)有的LED塊10-1至10-N 的顏色LED組11 、 12和13的脈沖信號的脈寬，且PWMR^、PWMGx和PWMBX 是補償?shù)拿}沖信號的脈寬。在這種情況下，脈寬計算單元只計算出當通過補償比率計算單元35計算 出的補償比率(rx,gx,bx)小于1時的脈沖信號的脈寬，由于補償比率(rx,gx, bx)小于1,所以脈沖信號的脈寬變成小于現(xiàn)有的脈寬。具體地講，在LED 塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、12和l3的輸出變化率(旦,^,&)達 到最大值(|^,|^,|^)從而補償比率(rx, gx, bx)變成1的情氛下 挺供 脈寬與現(xiàn)有《f脈;f^目lSf島脈沖信號，而在LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色 LED組11、 12和l3的輸出變化率c^,S,^)小于最大值(^，^,^^)從 而補償比率(rx,gx,bx)變成小于l的情況下，提供脈寬比rf清的脈寬f的脈 沖信號。結(jié)果，在LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13 具有最大的老化程度的情況下，提供與現(xiàn)有的電流量相同的電流量，而在LED 塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、12和13具有較小的老化的情況下， 提供比現(xiàn)有的電流量小的電流量。因此，提供到LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13 的電流量根據(jù)老化的程度來變化，因此，可以對由于老化導(dǎo)致的LED塊10-1 至IO-N之間的不均勻性進行補償。另一方面，由于在補償過程中基于老化程度最高的LED塊10-1至10-N 的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13來調(diào)節(jié)背光的亮度，因此通常會使背光的 亮度降低。然而，可以使用在現(xiàn)有的監(jiān)視器(monitor)中應(yīng)用的亮度調(diào)節(jié)功 能等來調(diào)節(jié)背光的這種降低的亮度。脈寬計算單元36將計算出的脈沖信號的脈寬提供給LED驅(qū)動器20,LED 驅(qū)動器20將具有計算出的脈寬的脈沖信號提供給LED塊的對應(yīng)的LED組 11、 12和13。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的通過圖3中的輸出感測控制單元提取初始輸出值(《，g;,s;)和比較輸出值(a，g,，a )的過程的流程圖。首先，在操作步驟(S301)中，輸出感測控制單元31檢查存儲單元40
的初始值存儲部分41和比較值存儲部分42的標記(marker),并在操作步驟 (S302 )中確定是否存儲初始輸出值(《,G:,5:)。如果初始輸出值(《,G;,《)沒有存儲在初始值存儲部分41中(操作步 驟S302中的"N"),則在操作步驟S303中，輸出感測控制單元31按行來安 排初始值存儲部分41的地址。安排地址用于存儲初始狀態(tài)下通過RGB傳感 器50測量的初始輸出值(i ;,G:,《)。然后，在操作步驟S306中，輸出感測控制單元31將提供到所有LED塊 10-1至IO-N的電源關(guān)斷，以切斷電流，可選#^也，在#:作步驟8307中，輸 出感測控制單元31將LED塊10-1至10-N的電源導(dǎo)通。然后，在操作步驟 S308中，輸出感測控制單元31利用RGB傳感器50測量用于LED塊10-1 至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13的初始輸出值(《,G;,《)。在操 作步驟S309中，輸出感測控制單元31確認測量的初始輸出值(《,G:，5;)是 否到達最后的LED塊10-N,如果對于所有的LED塊10-1至10-N都測量初 始輸出值()，則在操作步驟S310中將測量出的LED塊10-1至10-N 的初始輸出值(《,G:,5;)存儲在存儲單元40的初始值存儲部分41中。另一方面，如果初始輸出值(《,G;,5;)被存儲(操作步驟S302中的Y), 則在操作步驟S304中，輸出感測控制單元31按行來布置比較值存儲部分42 的地址。然后，在操作步驟S305中，輸出感測控制單元31判斷LED塊10-1 至10-N之間的輸出不均勻性將被補償?shù)谋容^時間點是否已經(jīng)到達。如果比較時間點已經(jīng)到達(搡作步驟S305中的"Y，，)，則在操作步驟306 中輸出感測控制單元31將所有LED塊10-1至10-N的電源關(guān)斷，可選擇地， 在操作步驟S307中，將各個LED塊10-1至10-N導(dǎo)通。隨后，在操作步驟 S308中，輸出感測控制單元31測量導(dǎo)通的LED塊10-1至10-N的顏色LED 組11、 12和13的比較輸出值()。在這種情況下，在輸出感測控制單元31同時導(dǎo)通LED塊10-1至10-N 的所有LED組11、 12和13以產(chǎn)生白光的情況下，輸出感測控制單元31也 可測量顏色LED組11、 12和13比較輸出值(A,G,，A )。如果如在操作步驟S309中那樣確定地來對所有的LED塊10-1至10-N 測量比較輸出值(i "G,A ),則在操作步驟S310中，將測量出的各個LED 塊10-1至10-N的比較輸出值(A,G,，A )存儲在存儲單元40的比較值存儲 部分42中。
用于測量比較輸出值(A,G,，A )的比較時間點可以不同地設(shè)置(比如無 論何時背光導(dǎo)通或無論何時背光的導(dǎo)通時間過去)，或者可選地可以由用戶來 選擇。在測量完初始比較輸出值(^,(^,5,)之后測量比較輸出值(i ,，G,，5,)
的情況下，重復(fù)上述操作步驟S305至S310。
在下文中，將參照圖5來描述補償LED背光老化的過程。 首先，如圖5中所示，在操作步驟(S401)中，輸出感測控制單元31利 用RGB傳感器50來感測LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13 的初始輸出值(《,G:,《),并將感測出的初始輸出值(《,G;,《)存儲在存儲 單元40的初始值存儲部分41中。如果已經(jīng)到達執(zhí)行老化補償過程的時間點， 則輸出感測控制單元31感測LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和 13的比較輸出值(A,G,，A )，并將感測出的比較輸出值(A，A，5,)存儲在 存儲單元40的比較值存儲部分42中。
然后，在操作步驟(S402)中，輸出變化率計算單元32從存儲單元40 的初始值存儲部分41和比較值存儲部分42中讀取初始輸出值(《，G;,《)和 比較輸出值(A,&,A ),并且在操作步驟(S403 )中，輸出變化率計算單元 32利用讀取到的初始輸出值(《，G;，5;)和比較輸出值(i ,，C^ )來計算 LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的輸出變化率(&,^,&)。 隨后，在操作步驟(S404)中，平均計算單元33通過利用等式。r來《十算 顏色LED組ll、 12和13的平均輸出變化率(R證n, Gmean， Bmean )。
如果計算出輸出變化率(務(wù),l^,f)和平均輸出變化率(Rmean， Cmean, Bmean),則在操作步驟(S405 )中\(zhòng)補磁判斷單元34通過利用等式(2)來判 斷對于LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的補償是否可能。 在這種情況下，對于超過預(yù)定的4卜償范圍值的LED塊10-1至10-N的顏色LED 組ll、 12和13,不執(zhí)行補償并結(jié)束補償過程(操作步驟S405中的"N")。
為了確定對其的補償被判斷為可能的LED塊10-1至10-N的顏色LED
組11、 12和13的補償比率(rx, gx, bx),在操作步驟(S楊)中，補償比率
計算單元35根據(jù)輸出變化率(&,S,1)的各個顏色來提取最大值
i x ^
(^,^1,^),并在操作步驟(S407)中，利用等式(3)計算輸出變化
"^M4JT, ^M』義
率(^,^，旦)與所提取的最大值(^^，^,^^)的比率來作為LED塊10-1 A G義^ i 皿G羅5層
至10-N的顏色LED組11 、 12和13的補償比率(rx， gx， bx )。隨后，在操作步驟(S408 )中，脈寬計算單元36通過將補償比率(rx， gx,bx )轉(zhuǎn)換成脈沖信號的脈寬，來確定用于控制提供到LED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的電流量的脈沖信號的脈寬。在操作步驟(S409)中，關(guān)于所確定的脈沖信號的脈寬的信息被提供到LED驅(qū)動器20，并在操作步驟(S410)中，LED驅(qū)動器20通過將與所提供的脈寬對應(yīng)的脈沖信號提供給LED塊10-1至10-N的顏色LED組11 、 12和13,來控制提供到LED塊10-1至10-N的對應(yīng)的顏色LED組11、 12和13的電〗危量。此時，由于補償比率(rx, gx, bx)大于1，因此與現(xiàn)有的脈寬相比，提供 到對其執(zhí)^"補償?shù)腖ED塊10-1至10-N的顏色LED組11、 12和13的脈沖 信號的脈寬變窄，由此，提供到LED塊的電流量變得比現(xiàn)有的電流量小。如上所述，根據(jù)本發(fā)明這個示例性實施例的補償基于LED的光學系統(tǒng)的 老化的方法，利用各個LED塊之間的輸出差異來判斷LED塊的顏色LED組 的老化程度，并且與其它LED組相比，相對大的電流量提供到老化的LED隨著對用戶滿意度的探索，畫面品質(zhì)提高。上述的示例性實施例只是示例性的，并不應(yīng)該理解為限制了本發(fā)明。本 教導(dǎo)可以容易地應(yīng)用到其它類型的裝置。此外，對本發(fā)明示例性實施例的描 述意在是例證性的，不限制權(quán)利要求的范圍，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，許多 替換、更改和變化將是清楚的。
權(quán)利要求
1、一種基于LED的光學系統(tǒng)，包括LED塊，均由預(yù)定數(shù)量的LED組成；傳感器，感測各個LED塊的輸出值；控制塊，基于感測的輸出值來產(chǎn)生補償比率，并根據(jù)所述補償比率來控制提供到各個LED塊的電流。
2、 如權(quán)利要求1所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，通過將在初始狀態(tài)下 的各個LED的初始輸出值與在比較時間點的通過所述傳感器感測的各個 LED塊的比較輸出值作比較，來產(chǎn)生所述補償比率。
3、 如權(quán)利要求2所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，所述控制塊包括 輸出變化率計算單元，輸出輸出變化率，所述輸出變化率是各個LED塊的初始輸出值與所述比較輸出值的比；補償比率計算單元，在各個LED塊的輸出變化率中提取最大值，并通過 將各個LED塊的輸出變化率除以所述最大值來計算所述補償比率。
4、 如權(quán)利要求3所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，對于包含在各個LED 塊中的各紅色LED組、綠色LED組和藍色LED組來計算所述輸出變化率。
5、 如權(quán)利要求4所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，所述控制塊包括平均 計算單元，所述平均計算單元通過對各個顏色LED組的輸出變化率求平均， 來計算對于各紅色LED組、綠色LED組和藍色LED組的平均輸出變化率。
6、 如權(quán)利要求5所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，所述控制塊還包括補 償判斷單元，所述補償判斷單元根據(jù)各紅色LED組、綠色LED組和藍色LED 組D的平均輸出變化率與LED塊的各紅色LED組、綠色LED組和藍色LED 組的輸出變化率的差，來判斷是否執(zhí)行對LED組的各紅色LED組、綠色LED 組和藍色LED組的llT出補償。
7、 如權(quán)利要求6所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，如果對應(yīng)的差超過了 閾值，則所述補償判斷單元判斷對應(yīng)顏色的對應(yīng)的紅色LED組、綠色LED 組和藍色LED組已經(jīng)損壞或者已經(jīng)出現(xiàn)測量誤差，其中，如果對應(yīng)的差超過了閾值，則所述補償判斷單元判斷不可能進行 補償。
8、 如權(quán)利要求4所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，所述補償比率計算單元在各顏色的輸出變化率中提取最大值，并通過將LED塊的各紅色LED組、 綠色LED組和藍色LED組的輸出變化率除以所述最大值來計算LED塊的各 紅色LED組、綠色LED組和藍色LED組的補償比率。
9、 如權(quán)利要求8所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，所述控制塊還包括脈 寬計算單元，所述脈寬計算單元通過將先前已經(jīng)對LED塊的各紅色LED組、 綠色LED組和藍色LED組提供的脈沖信號的脈寬乘以所述補償比率，來計 算將施加的脈寬。
10、 如權(quán)利要求9所述的LED基光學系統(tǒng)，還包括LED驅(qū)動器，所述 LED驅(qū)動器控制LED塊的各紅色LED組、綠色LED組和藍色LED組，其中，所述控制塊向所述LED驅(qū)動器提供計算出的脈寬的信息，并且所 述LED驅(qū)動器向LED塊的對應(yīng)的紅色LED組、綠色LED組和藍色LED組 提供具有計算出的脈寬的脈沖信號。
11、 如權(quán)利要求4所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括紅色 傳感器、綠色傳感器和藍色傳感器，用于感測紅色LED組、綠色LED組和 藍色LED組的輸出。
12、 如權(quán)利要求11所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，紅色傳感器、綠色 傳感器和藍色傳感器為單獨的單元。
13、 如權(quán)利要求12所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，紅色傳感器、綠色 傳感器和藍色傳感器具有可調(diào)的敏感性。
14、 如權(quán)利要求11所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，安裝均具有紅色傳 感器、綠色傳感器和藍色傳感器的多個傳感器組。
15、 如權(quán)利要求14所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，紅色傳感器、綠色 傳感器和藍色傳感器被構(gòu)造為在相同顏色的對應(yīng)的傳感器中具有不同的敏感 性。
16、 如權(quán)利要求11所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，按預(yù)定間隔來安裝 均具有紅色傳感器、綠色傳感器和藍色傳感器的多個傳感器組。
17、 如權(quán)利要求16所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，所述傳感器組具有 相同的敏感性。
18、 如權(quán)利要求2所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，如果感測各LED塊 的初始輸出值或比較輸出值，則通過交替地給LED塊施壓來一個接一個地感 測各LED塊。
19、 如權(quán)利要求17所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，如果感測各LED塊 的初始輸出值或比較輸出值，則交替地給包含在LED塊中的紅色LED組、 綠色LED組和藍色LED組都施壓。
20、 如權(quán)利要求18所述的LED基光學系統(tǒng)，其中，如果感測各LED塊 的初始輸出值或比較輸出值，則同時地給包含在LED塊中的紅色LED組、 纟錄色LED組和藍色LED組施壓。
21、 一種補償LED基光學系統(tǒng)老化的方法，包括 在初始狀態(tài)產(chǎn)生均由預(yù)定數(shù)量的LED組成的LED塊的初始輸出值； 在比較時間點通過感測LED塊的輸出值來產(chǎn)生LED塊的比較輸出值； 通過將初始輸出值與比較輸出值作比較，來產(chǎn)生特定的補償比率； 基于特定的補償比率來補償LED塊的輸出。
22、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，產(chǎn)生特定的補償比率的步驟包括 計算輸出變化率，所述輸出變化率是LED塊的初始輸出值與比較輸出值的比；在輸出變化率中提取最大值；通過將LED塊的輸出變化率除以最大值，來計算補償比率。
23、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，計算輸出變化率的步驟包括對 于包含LED塊中的紅色LED組、綠色LED組和藍色LED組的各顏色來計 算輸出變化率。
24、 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，產(chǎn)生特定的補償比率的步驟還包 括通過對每個相應(yīng)顏色的輸出變化率求平均，來計算各顏色的平均輸出變 化率。
25、 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括根據(jù)各顏色的平均輸出變化率 與LED塊的顏色LED組的輸出變化率之間的差，來判斷是否可能對LED塊 的顏色LED組進行輸出補償。
26、 如權(quán)利要求25所述的方法，還包括如果所述差超過了閾值，則判 斷對應(yīng)顏色的LED組已經(jīng)損壞或者已經(jīng)出現(xiàn)測量誤差，其中，如果所述差超過了閾值，則判斷是不可能進行補償?shù)摹?br> 27、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，提取所述最大值的步驟包括從 輸出變化率中提取對于各顏色的最大值，并且計算補償比率的步驟包括通 過將LED塊的各顏色LED組的輸出變化率除以最大值來計算補償比率。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，補償輸出的步驟還包括通過將 先前已經(jīng)對LED塊的顏色LED組提供的脈沖信號的脈寬乘以補償比率，來 計算將施加的脈寬。
29、 如權(quán)利要求28所述的方法，還包括向LED塊的各顏色LED組提供 具有所述脈寬的脈沖信號。
30、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，當感測各LED塊的初始輸出值 或比較輸出值時，通過交替地給各LED塊施壓來一個接一個地感測各LED 塊。
31、 如權(quán)利要求30所述的方法，其中，當感測各LED塊的初始輸出值 或比較輸出值時，交替地給包含在LED塊中的紅色LED組、綠色LED組和 藍色LED組施壓。
32、 如權(quán)利要求30所述的方法，其中，當感測各LED塊的初始輸出值 或比較輸出值時，同時給包含在LED塊中的紅色LED組、綠色LED組和藍 色LED組施壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于LED的光學系統(tǒng)及其老化補償方法。該基于LED的光學系統(tǒng)包括LED塊，由預(yù)定數(shù)量的LED組成；傳感器，感測各LED塊的輸出值；控制塊，通過將初始狀態(tài)下的各LED塊的初始輸出值與在比較時間點通過傳感器感測的LED塊的比較輸出值作比較，來產(chǎn)生補償比率，并根據(jù)補償比率來控制提供到各LED塊的電流。
文檔編號G09G3/14GK101154338SQ200710104609
公開日2008年4月2日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者勛 崔, 魯斯坦姆·阿卜杜拉耶夫 申請人:三星電子株式會社