Led發光裝置和控制所述裝置的方法
2023-06-13 11:49:21 1
專利名稱：Led發光裝置和控制所述裝置的方法
LED發光裝置和控制所述裝置的方法 技術領域根據本發明的設備和方法涉及一種發光裝置和用於控制該裝置的方法。 更具體地講，本發明涉及一種發光二極體(LED)發光裝置及控制該裝置的 方法，該裝置能夠校正由於溫度的改變而導致的從LED元件輸出的光的波長 的改變。
背景技術：
涉及在圖像顯示裝置中使用固體半導體光源，例如LED和雷射二極體 (LD)的技術已被深入研究。尤其是，利用具有例如紅色、綠色和藍色的三 種顏色的LED (可用於表現寬的光譜顏色)的LED背光裝置已成為普遍用於 LCD圖像顯示裝置的背光裝置。圖IA是表示傳統的LED背光裝置的構造的方框圖。如圖1A所示，傳 統的LED背光裝置包括脈寬調製(PWM)發生器110、 LED驅動器120和 LED光源130。PWM發生器110產生佔空比(duty ratio )適於組成LED光源130的每 個R、 G、 B LED陣列的PWM信號，並且將PWM信號分別輸入LED驅動 器120中的R、 G、 B驅動器。佔空比指PWM信號的周期與PWM信號佔據 時間的比。LED驅動器120根據輸入的PWM信號將電流供應到LED光源 130，因此從LED光源130發出光。為了提高圖像質量並且降低功耗，需要調整LED背光裝置的亮度。圖IB 是用於描述調整LED亮度的代表性方法，即模擬調光(A_dim )方法和PWM 調光(P—dim)方法的示圖。如圖IB所示，模擬調光方法通過改變供應到LED 元件的PWM脈衝的電流強度(振幅)來調節LED元件的亮度，PWM調光 方法通過改變PWM脈衝的開關比(ratio of on-off)來調節供應到LED元件 的平均電功率。同時，發光特徵，例如LED背光裝置中的LED元件的亮度和波長基於 溫度改變。為了校正由於溫度改變而引起的發光特徵，可使用PWM調光方 法。但是，PWM調光方法還是存在前述由於從LED元件輸出的光的波長改變而引起的問題，這是因為輸出光的波長的改變沒有得到校正。因此，需要通過校正由於溫度改變而引起的波長改變來保持期望色度的發光裝置。發明內容本發明的示例性實施例克服上述缺點和以上未描述的缺點。另外，本發 明不需要克服上述缺點，並且本發明的示例性實施例可能不克服上述任何問題。因此，本發明的一方面提供一種能夠校正由於溫度的改變而導致的從LED 元件輸出的光的波長的改變的LED發光裝置和一種控制該裝置的方法。根據本發明的另一方面，提供了一種發光裝置，包括溫度-電流轉換器， 基於指示光源的溫度的溫度信息產生電流命令值；光源驅動器，接收電流命 令值，調節脈寬調製(PWM)信號的振幅，並且根據調節後的PWM信號來 控制光源的驅動電 流。的改變。光源驅動器可包括補償器，接收電流命令值和用於驅動光源的電流， 調節PWM信號的振幅，輸出調節的PWM信號；開關單元，根據調節的PWM 信號來控制供應到光源的驅動電流。溫度-電流轉換器可包括存儲與光源的溫度對應的電流命令值的查詢表。溫度-電流轉換器可利用指示光源的溫度和電流命令值之間的關係的函 數來產生電流命令值。所述裝置還可包括溫度檢測器，檢測光源的溫度並且將溫度信息提供 到溫度-電流轉換器。光源可包括發光二極體(LED)元件。光源還可包括雷射二極體(LD)元件。發光裝置可包括LED背光裝置。根據本發明另 一示例性實施例，提供了 一種用於控制發光裝置的方法， 所述方法包括以下步驟基於指示光源的溫度的溫度信息產生電流命令值； 根據電流命令值調節脈寬調製(PWM)信號的振幅；根據調節後的PWM信 號將電流供應到光源。
通過下面結合附圖對示例性實施例進行的描述，本發明的上述和/或其它 目的和特點將會變得清楚和更加容易理解，其中圖1A是表示相關技術中的LED背光裝置的構造的方框圖；圖IB是用於描述^t擬調光方法和PWM調光方法的示圖；圖2是表示根據本發明示例性實施例的LED發光裝置的構造的方框圖；圖3是表示根據本發明示例性實施例的LED發光裝置的構造的詳細方框圖；圖4是表示用於控制根據本發明示例性實施例的LED發光裝置的方法的 流程圖。
具體實施方式
現在將詳細描述本發明的示例性實施例，其例子在附圖中示出，其中， 相同的標號始終指代相同的元件。以下，參照附圖描述示例性實施例以解釋 本發明的各個方面。以下，將參照附圖詳細描述本發明的特定示例性實施例。圖中示出了組 成LED發光裝置的元件中與本發明相關的元件。本發明不限於根據本發明的 LED發光裝置的示例性實施例。例如，本發明可包括使用固體半導體光源(例 如LD和LED元件)的發光裝置。圖2是表示根據本發明示例性實施例的LED發光裝置的構造的方框圖。 LED發光裝置包括PWM發生器210、 LED驅動器220、 LED光源230、溫 度檢測器240和溫度-電流轉換器250。PWM發生器210產生用於驅動LED光源230的R、 G、 B LED陣列的 PWM信號，並且將PWM信號輸入到LED驅動器220中。PWM信號是經過 脈寬調製的信號，用於保持R、 G、 BLED陣列的亮度和色度的最佳水平。LED驅動器220根據從PWM發生器210輸出的PWM信號將驅動電流 供應到LED光源230的每個R、 G、 B LED陣列，以使LED光源230發光。 此外，LED驅動器220根據從溫度-電流轉換器250輸入的電流命令值來改變 PWM脈衝的振幅，並且利用改變後的PWM信號將電流供應到LED光源230。LED光源230包括R、 G、 B LED元件，還可包括其它顏色的LED元件。
另外，LED光源230可用LED元件和其它光源的組合來構造。溫度檢測器240檢測LED光源230的溫度並且產生與檢測的溫度對應的溫度信息。溫度檢測器240可以是負溫度係數(NTC)熱敏電阻、正溫度係數(PTC)熱敏電阻、熱敏元件等。溫度-電流轉換器250接收從溫度檢測器240輸出的指示LED光源230的溫度的溫度信息，將溫度信息T轉換為電流命令值，以補償由於溫度的改變而導致的從LED元件輸出的光的波長的改變，並且將電流命令值輸入到LED驅動器220中。波長的改變的電流命令值聯繫起來的數據。該數據可以，例如，按照查詢表 的形式存儲在存儲器中。這樣，當操作發光裝置時，溫度-電流轉換器250讀 取與溫度檢測器240檢測到的溫度對應的電流命令值，然後將讀取的電流命 令值輸出到LED驅動器220。另一種方式是，如果電流和光源的波長之間的 關係式和溫度與光源的波長之間的關係式已知，則溫度和電流命令值之間的 關係式可被推導出，以校正從光源輸出的光的波長。在這種情況下，可利用 推導出的關係式來產生電流命令值。隨後，LED驅動器220根據從溫度-電流 轉換器250輸入的電流命令值改變PWM脈衝的振幅，並利用具有改變後的 振幅的PWM信號將電流供應到LED光源230。圖3是表示根據本發明示例性實施例的LED發光裝置的構造的詳細方框 圖，該LED發光裝置根據溫度的改變校正從發光元件輸出的光的波長。LED 發光裝置包括PWM發生器310、 LED驅動器320、 LED光源330、溫度檢測 器340和溫度-電流轉換器350。為了方便描述，圖3中顯示的LED驅動器 320和LED光源330〗又具有一個LED元件和用於驅動所述LED元件的一個 驅動器，但是，本發明並不限於此。圖3中的PWM發生器310、溫度-電流 轉換器350和LED光源330與圖2中的相應元件具有相同構造，因此，省略 對它們的描述。溫度檢測器340用NTC熱敏電阻來實現，當溫度升高時電阻降低，反之 亦然。隨著NTC熱敏電阻的電阻根據LED光源330的溫度而變化，NTC熱 敏電阻340和電阻R2之間的接點的電壓值也同樣地變化。電壓值作為溫度信 息被輸入到溫度-電流轉換器350中。LED驅動器320包括補償器321、 MOS場效應電晶體(MOSFET) 322 和電阻Rl 。補償器321接收通過電阻Rl檢測到的電流值和從溫度-電流轉換 器350輸出的電流命令值，並且執行模擬調光以控制PWM信號的振幅。結 果，供應到LED光源330的電流值與電流命令值相等。例如，為了校正由於 LED光源330的溫度改變而導致的波長的改變，假設LED光源330所需的 電流為lmA。但是，如果在電阻R1和MOSFET 322之間的接點檢測到的並 且反饋到補償器321的電流是0.8mA,則補償器321增大PWM脈衝的振幅， 使得流入MOSFET 322的電流變成lmA。從補償器321輸出的PWM信號被 傳輸到MOSFET 322的柵極，MOSFET 322是用於根據PWM脈衝信號的開/ 關周期調節供應到LED光源330的驅動電流的開關元件。本發明的該示例性 實施例使用線性方法LED驅動器，但是本發明不限於此。例如，LED驅動器 可用使用開關方法的驅動器來構造。根據本發明另一示例性實施例的LED發光裝置利用電流命令值改變輸出的光的波長的改變。結果，波長糹皮保持為一致。圖4是表示用於控制根據本發明示例性實施例的LED發光裝置的方法的 流程圖。參照圖2和圖4,溫度檢測器240檢測LED光源230的溫度並且輸出代 表檢測的溫度的信息(S410)。溫度-電流轉換器250利用溫度信息和從LED光源230輸出的光的波長 之間的關係產生電流命令值來校正LED光源230的波長的改變，並且將所述 電流命令值輸入到LED驅動器220 ( S420 )。LED驅動器220根據電流命令值調節PWM信號的振幅並且將驅動電流 供應到LED光源230 ( S430 )。LED光源230根據LED驅動器220供應的電流發光。 從以上描述中可以理解，根據本發明示例性實施例的LED發光裝置利用的波長的改變。因此，可防止顏色坐標和圖形質量的改變或者顏色控制的誤 差。雖然已經參照本發明的示例性實施例顯示並描述了本發明，但是本領域 技術人員應該理解，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況 下，可做出形式和細節上的各種改變。PWM調光方法和一莫擬調光
權利要求
1、一種發光裝置，包括溫度-電流轉換器，基於指示光源的溫度的溫度信息產生電流命令值；光源驅動器，接收電流命令值，調節脈寬調製信號的振幅，並且根據調節後的脈寬調製信號來控制光源的驅動電流。
2、 如權利要求1所述的發光裝置，其中，電流命令值被產生以校正由於 光源的溫度改變而導致的輸出光的波長的改變。
3、 如權利要求1所述的發光裝置，其中，光源驅動器包括補償器，接收電流命令值和用於驅動光源的電流，調節脈寬調製信號的 振幅，輸出調節的脈寬調製信號；開關單元，根據調節的脈寬調製信號來控制供應到光源的驅動電流。
4、 如權利要求1所述的發光裝置，其中，溫度-電流轉換器包括存儲與 光源的溫度對應的電流命令值的查詢表。
5、 如權利要求1所述的發光裝置，其中，溫度-電流轉換器利用指示光 源的溫度和電流命令值之間的關係的函數來產生電流命令值。
6、 如權利要求1所述的發光裝置，還包括溫度檢測器，檢測光源的溫度並且將溫度信息提供到溫度-電流轉換器。
7、 如權利要求1所述的發光裝置，其中，光源包括發光二極體元件。
8、 如權利要求1所述的發光裝置，其中，光源包括雷射二極體元件。
9、 如權利要求1所述的發光裝置，其中，發光裝置是發光二極體背光裝置。
10、 一種用於控制發光裝置的方法，包括以下步驟 基於指示光源的溫度的溫度信息產生電流命令值； 根據電流命令值調節脈寬調製信號的振幅； 根據調節後的脈寬調製信號將電流供應到光源。
11、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，其中，電流命令值 被產生以校正由於光源的溫度改變而導致的輸出光的波長的改變。
12、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，其中，調節脈寬調 制信號的振幅的步驟包括基於電流命令值和用於驅動光源的電流兩者來調節 脈寬調製信號的振幅的步驟。
13、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，其中，在產生電流 命令值的步驟中，利用存儲與光源的溫度對應的電流命令值的查詢表來產生 電流命令值。
14、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，其中，在產生電流 命令值的步驟中，利用指示光源的溫度和電流命令值之間的關係的函數來產 生電流命令值。
15、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，還包括以下步驟 檢測光源的溫度和產生溫度信息。
16、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，其中，光源包括發 光二極體元件。
17、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，其中，光源包括激 光二級管元件。
18、 如權利要求IO所述的用於控制發光裝置的方法，其中，發光裝置是 發光二極體背光裝置。
全文摘要
本發明提供了一種能夠校正由於溫度的改變而導致的從LED元件輸出的光的波長改變的發光二極體(LED)發光裝置和一種用於控制該裝置的方法。所述發光裝置包括溫度-電流轉換器，基於指示光源的溫度的溫度信息產生電流命令值；光源驅動器，接收電流命令值，調節脈寬調製(PWM)信號的振幅，並且根據調節後的PWM信號來控制光源的驅動電流。
文檔編號H05B37/02GK101155450SQ20071010225
公開日2008年4月2日 申請日期2007年5月8日 優先權日2006年9月26日
發明者姜正一, 成埈豪, 李尚勳, 李敬根 申請人:三星電子株式會社