集成光電裝置、顯示器、反饋迴路控制方法及照明設備的製作方法
2023-05-14 02:31:11 3
專利名稱：集成光電裝置、顯示器、反饋迴路控制方法及照明設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體的集成光電裝置。
背景技術：
發光二極體為一種半導體光源，包括一半導體二極體以及選擇性地加入光致發光材料(在此亦稱為磷光體)，用以產生一指定波長或範圍的光線。發光二極體傳統上用以當作指示燈，而愈來愈多應用於顯示器上。當一電壓接至由相生摻雜(oppositely doping) 的半導體化合物層的p-n結上，發光二極體會發出光線。藉由改變半導體層的能帶間隙以及在p-n結中製造一活動層，不同波長的光線可以用不同的材料所產生。除此之外，選擇性加入的磷光體材料可改變發光二極體的光線特性。在發光二極體顯示器中，通常使用多個發光二極體來組成一個彩色影像的像素。 舉例來說，在不同的發光二極體中，三個不同的紅、綠、藍光源有不同的組合方式，個別的光學與控制都是分組或是一起驅動以形成一像素。當個別的發光二極體被啟用與控制時，該像素可產生一完整的色譜。當這個顯示器衰退時，不同顏色的發光二極體以不同速度衰退， 顯示器上的白色點將會改變。發光二極體亦可使用來產生白色光線。白色發光二極體經過一或多個磷光體的應用裝置時通常會產生多色光(polychromatic light)。這些磷光體可偏移藍光或是其他較短波長的光線至一較長波長的光線。利用混合不同波長光線的方式可引發對白光的感覺， 此方式稱為相加混色(additive mixing)，可提供等量的三色光線以及與周邊環境相比的高亮度光線，用以刺激人類眼中紅、藍、綠三個顏色的錐狀感光細胞。白色發光二極體可用以當作照明，像是不同顯示裝置的背光照明，通常是用於IXD。發光二極體的背光照明有幾個挑戰。在製造時難以達成良好的均勻性，而且當發光二極體衰退時，都伴隨著每個發光二極體可能以不同的速度在衰退。因此，常常會看到屏幕上某個區域的色溫或亮度會隨著顯示器的老化而變化，而根據記錄顯示，色溫的變化會達到數百度的絕對溫標(Kelvins)。發光二極體用以做為其他光源的應用，包括車輛外部照明，或是室外照明，如街燈或交通號誌燈。相較於傳統燈泡，發光二極體的光線可持續更久且使用更少的電力，故發光二極體的應用愈來愈廣泛。許多發光二極體的應用與安全應用有關，如方向燈、頭燈及交通號誌燈ο集成光電裝置在組裝時會配置一或許多發光二極體，可作單獨使用或是作為消費產品的一部分。集成光電裝置通常包括一驅動器以及其他的元件，均是設計用以作為不同的照明及影像應用。設計集成光電裝置的目標是將整個裝置的可用壽命最大化，並整合理想的功能和更低的成本。
發明內容
為克服上述現有技術的缺陷，本發明提供一集成光電裝置，包括多個發光二極體； 一光學傳輸線，耦接於所述多個發光二極體；一光線傳感器，耦接於該光學傳輸線，用以通過該光學傳輸線以接收所述多個發光二極體產生的光線；以及一驅動器，耦接於所述多個發光二極體與該光線傳感器，用以接收由該光線傳感器的輸出光線數據，並使用所述多個光線數據以驅動在所述多個發光二極體的電流。本發明提供一種集成光電裝置，包括一發光裝置，包含一紅色發光二極體、一藍色發光二極體以及一綠色發光二極體；一驅動器，耦接於該紅色發光二極體、該藍色發光二極體以及該綠色發光二極體，並包括一電流產生器；一光學傳輸線，耦接於該發光裝置，用以傳輸部分由所述多個發光二極體產生的光線；一光學傳感器，耦接於該光學傳輸線，用以接收來自該光學傳輸線的光線，其中該光學傳感器用以檢測發光二極體的光線強度與顏色；以及一控制器，耦接於該光學傳感器與該驅動器，其中該控制器包括一邏輯處理器與一存儲器，其中該控制器的該邏輯處理器用以維持一白光強度與一色溫。本發明提供一種顯示器，包括一光帶，其包括多個發光二極體；以及一驅動器， 耦接於所述多個發光二極體，該驅動器包括一電流產生器及一光學傳輸線，用以排列傳輸由所述多個發光二極體產生的部分光線；一光學傳感器，耦接於該光學傳輸線，用以接收經過該光學傳輸線的光線；以及一控制器，耦接於該光學傳感器與該驅動器，該控制器包括一邏輯處理器及一存儲器，其中該控制器的該邏輯處理器用以調整所述多個發光二極體的光線強度與顏色。本發明提供一種反饋迴路控制方法，包括測量多個發光二極體的光線強度；比較所測量的光線強度；調整所述多個發光二極體的一子集的一電流，用以改善所述多個發光二極體的光線強度分配。本發明提供一種反饋迴路控制方法，包括測量安裝於交通工具外部的多個發光二極體的每一個的一光線強度；比較各個測量出的光線強度與一指定基準值；以及當該測量出的所述多個光線強度低於該指定基準值的數量超過一指定值，發送一警告，其中該警
告為一聲音或一光線。本發明提供一種照明設備，包括多個發光二極體；一或多個光學傳輸線，耦接於所述多個發光二極體；一光線檢測器，耦接於該或所述多個光學傳輸線，用以接收穿過該光學傳輸線的光線。一驅動器，耦接於該發光二極體與該光線檢測器，其中該驅動器包括一電流產生器；一調光器開關，包括一或多個調光位置；以及一控制器，耦接於該驅動器與該光線檢測器，其中該控制器用以調整該電流產生器產生的電流，使得當該調光器開關設定在一調光位置時，所檢測到的總光線強度相等於該調光位置所對應的一指定數值。本發明可以將整個裝置的可用壽命延長，整合理想的功能和更低的成本。
圖IA及圖IB所示為集成光電裝置的一實施例的不同視角圖。圖2所示為集成光電裝置的反饋迴路控制方法的流程圖。圖3所示為一具有多個發光二極體組的集成光電裝置的視角圖。圖4所示為集成光電裝置的反饋迴路控制方法的流程圖。圖5所示為一具有備用發光二極體組的集成光電裝置的視角圖。其中，附圖標記說明如下101 集成光電裝置基板；
102、103、104、303、304、502、503、508 發光二極體；105,305,505 光線檢測器；106、309 控制器；107,307A,307B,507 驅動器；109、311 光學傳輸線；111 使用者輸入裝置；211,412 反饋迴路控制方法；213、215、217、219、221、413、415、416、418 步驟；301、302 發光二極體組合；501 集成光電裝置板；504 備用發光二極體組；506 第一發光二極體組。
具體實施例方式本發明所揭示的內容提供許多不同的實施例，用以實行許多實施例的不同特徵。 以下指定例子的元件及排列方式的描述是為了簡化揭示本發明。此僅為實施例，並非用以限制本發明。舉例來說，以下的敘述由第一特徵或第二特徵所組成，其中實施例可能包括了由第一特徵及第二特徵直接連接組成，也可能包括了介於第一特徵及第二特徵之間的額外特徵，而第一特徵及第二特徵可能不是直接連接的。此外，本發明的揭示內容中的實施例可能會重複參考數值及/或文字標號，這是為了簡化及清楚地表示實施例，且並不規定各實施例及/或討論的設定之間的關係。
圖IA及圖IB所示為集成光電裝置的一實施例的不同視角圖。圖IA為側視圖，而圖IB為俯視圖，兩者所示為位於集成光電裝置基板101上的發光二極體102、103、104。發光二極體可能有許多不同的設定(configurations)及材料成分(material compositions)。 發光二極體102、103、104的設定及材料成分可能相同，亦可能不同。在一些實施例中，光學傳輸線(或稱為光傳輸器)109最接近各個發光二極體102、 103、104。光學傳輸線109排列在最接近發光二極體102、103、104的位置傳送由發光二極體102、103、104所產生的光線至光線檢測器105。光學傳輸線109可能為光纖、光導管、基板上覆蓋的溝渠(Covered trench in asubstrate)，或是其他可進行光學傳輸的物體。光學傳輸線109排列在鏡片的旁邊，鏡片在水平方向覆蓋於各個發光二極體102、103、104上。 在一些實施例中，光學傳輸線109位於幾乎與發光二極體102、103、104相同的位置，如此檢測值才會與初始值一致。然而，光學傳輸線109並不一定要位於鏡片外面，或是與鏡片接觸。舉例來說，光學傳輸線109可位於鏡片裡面，接近發光二極體模具的位置。在一些實施例中，光學傳輸線109可用一角度插入鏡片材料中以便接收更多產生的光線。一般來說，在放置光學傳輸線109時要很小心，這樣才能只接收到由特定發光二極體產生的光線，意即不會接收到由其他發光二極體的光線幹擾或是反射光線。在一些實施例中，每個發光二極體102、103、104所耦接的光學傳輸線109可能會不同，並多工連接至光學檢測器105。以目前的技術來看，光學傳輸線109可以為光纖纜線分接於各個發光二極體102、103、104上，因此傳輸的光線可以施加至(additive to)光學
6檢測器105。光學檢測器105包括一影像傳感器(photo sensor)，用以接收通過光學傳輸線 109所傳輸的光。影像傳感器可為電荷耦合裝置(charge-coupled device)或是互補式金屬氧化物半導體(CM0Q傳感器。影像傳感器可為簡單的光伏打電池(photovoltaic cell) 像是太陽能電池或是另一發光二極體。控制器106連接於光線檢測器105，並轉換與光線特性相關的信號做為控制信號， 用以將控制信號傳送至驅動器107。控制器106可以相當簡單，在一些實施例中，控制器106 可比較兩數值，當其中一數值與另一數值有夠大的差異時，會指示驅動器107增加其電流。 上述數值其中之一為光線檢測值，另一數值可為一指定值、使用者輸入值或是另一光線檢測值。在一些實施例中，控制器106可接收由使用者輸入裝置111而來的信號。使用者輸入裝置111可以是一調光器(dimmer)，上述信號可以是使用者輸入值，再與光線檢測值做比較。控制器106亦可以更複雜。在一些實施例中，控制器106包括一邏輯處理器及存儲器。邏輯處理器可使用光線檢測值、存儲器數值以及使用者輸入值來執行演算法，並輸出結果至驅動器107。控制器107連接至各個發光二極體102、103、104，用以驅動電流至各個發光二極體102、103、104，並使發光二極體102、103、104發光。當電流被驅動跨過發光二極體102、 103、104中的半導體二極體P-N結，發光二極體就會開始發光。發光二極體102、103、104產生的光線強度與穿過二極體的電流以及橫跨於二極體的電壓有關。各個發光二極體可以根據其尺寸及成分來評量其光度及功率。在一些實施例中，在某些電流範圍內，由發光二極體產生的光線強度大致為線性。若電流比上述的電流範圍大，發光二極體會飽和，且光線強度不再增加。若電流比飽和電流小，電流增加也會導致光線強度增加。然而當發光二極體衰退時，電流與光線強度的相關性會隨著時間改變。當發光二極體一直重複使用，則需要愈來愈多的電流以產生相同的光線強度。更進一步來說，從50%改變至100%的光線強度所需要的電流調整幅度也會隨著時間增加。如果發光二極體衰退到一個程度，到達100%光線強度所需的電流比飽和電流為大時，無論驅動發光二極體的電流有多大，發光二極體均無法達到100%的光線強度。發光二極體的衰退過程比其他光源都持續地更久。當白熱燈泡開始衰退時，相對地燈泡再使用一下都會導致燈泡損壞，通常都是燈絲部分造成開路狀態。如果更多的電流用以驅動白熱燈泡，衰退的過程也會加速。電流增加也會導致發光二極體的衰退變快，當發光二極體衰退時，發光二極體可以保持在電流導通狀態更久。不同成分的發光二極體的衰退過程也可能不同。一般來說，置於同一裝置上的發光二極體初始性質都會非常相似，像是光線強度及光譜分布。然而，就算發光二極體有相似的初始性質，也不一定會以相同的速度衰退。當超過裝置的使用期限後，在同一裝置上的各個發光二極體會產生不同特性的光線。當發光二極體接至相同的電流，其中一個發光二極體可能在光線強度降低的速度比其他發光二極體為快。另一個發光二極體可能會產生在光譜分布上造成偏移，並產生感知的色差。參考圖1B，驅動器107耦接於各個發光二極體102、103、104上，並根據光線檢測器 105的輸出，用以驅動電流經過各個發光二極體102、103、104。光線檢測器105傳送一與檢測光線特性有關的信號至驅動器107。此反饋迴路的機制畫於圖2。參考圖2，集成光電裝置的反饋迴路控制方法211，用以說明圖IA及圖IB中的反饋迴路是如何使用的。在步驟213中，發光二極體發射出光線。集成光電裝置包括許多發光二極體，每個發光二極體都可發射出光線。在步驟215中，光線檢測器105經由光學傳輸線109檢測發光二極體102、103、104產生的光線。此檢測結果可轉換成許多光線特性，如光線強度、顏色、色溫或光譜分布。舉例來說，光線顏色可使用電荷耦合裝置或是互補式金屬氧化物半導體檢測器來決定，光線可能會先經由多個彩色濾光片(color filters)進行濾光，接著與不同波長相關的光線強度就可以分開測量。控制器具有一處理器，用以轉換分開檢測的數值至某一顏色。利用同樣的方式，可經由測量不同波長的光線強度並整合測量結果來決定色溫或是光譜分布。在一實施例中，將數個光二極體(Photo diode)堆疊起來， 用以讓光線依次穿過堆疊，每個光二極體則測量不同波長的光線。如圖IA所示的實施例，光學傳輸線109位於各個發光二極體102、103、104旁。只要依序開啟各發光二極體102、103、104，就可以分別檢測由各個發光二極體102、103、104 而來的光線，或是一同開啟各個發光二極體102、103、104以檢測發光二極體102、103、104 的光線總和。各個發光二極體102、103、104可經由一單獨的光學傳輸線連接至光線檢測器105。各個發光二極體102、103、104亦可經由同一光學傳輸線109在各發光二極體102、 103,104的分支連接至光學檢測器105。在一些實施例中，無分支的光學傳輸線109可以收集到由數個發光二極體所產生的光線。舉例來說，可以檢測到一組4個發光二極體的光線輸出。在這些實施例中，整群發光二極體可被一起控制。在步驟217中，光學檢測器105的輸出是反饋至驅動器107或控制器106，而光線檢測器105的輸出會在步驟219中做比較。在圖IB中，一信號線連接光學檢測器105及驅動器107或控制器106，然而光學檢測器105及驅動器107或控制器106可為一相同元件的
一部分，並不需要分開組裝。光線檢測器105的輸出可與一數值做比較，該數值可為儲存於驅動器107或控制器106的預期數值、歷史數值(可為一初始值或由前次檢測所得的數值)或相鄰發光二極體的光線輸出值。不同的比較模式適合不同的裝置運行。舉例來說，當均勻的高光線強度對裝置來說很重要時，發光二極體的光線輸出就和相鄰的發光二極體相比。如果該發光二極體的光線強度比相鄰的發光二極體為低時，在步驟221會增加其電流，驅動器107會個別地調整發光二極體的光線強度。電流的增加用以讓發光二極體的光線輸出增加至跟相鄰的發光二極體一致，用以維持均勻的高光線強度輸出。另一方面來說，如果只需要均勻的光線強度，具有較低光線強度的發光二極體的電流可能不會改變，因為增加電流可能會加速發光二極體的衰退。整個裝置的總輸出光線會降低，經由維持光線強度的均勻性，儘管處於較低的總光線輸出，裝置的使用時間卻得以延長。在另一實施例中，驅動器107會改變電流，用以維持在特定的總光線輸出。這可能對安全或是校準的情況相當重要。該反饋迴路用以維持初始光線強度或是由控制器106而來的特定光線強度。在圖2中的集成光電裝置的反饋迴路控制方法可連續執行集成光電裝置的所有步驟，或是一步一步地執行。舉例來說，當集成光電裝置開啟時，該方法就會開始執行。當發光二極體在集成光電裝置開啟時做調整，這些設定會保留直到下一次集成光電裝置開啟時。該方法也可以只為了校準而執行，像是校準按鈕按下時要做出回應。該方法可一直重複步驟213直到在步驟219的結果不需要再調整發光二極體時。因為光線的檢測與比較可以快速地執行，就可能用簡單的邏輯來實現該反饋迴路，僅用以逐步增加或降低驅動器的光線輸出直到檢測到預定的光線輸出。集成光電裝置可具有使用者設定的控制選項，用以設定不同的設定，像是調光器 (dimmer) 0使用者根據預定的光線強度來選擇設定。傳統的驅動器或控制器會採用部分最大電流，用以當做設定來輸出電流，驅動器或控制器在本發明的一實施例中會採用光線強度的反饋迴路機制，以最吻合的預定光線強度來輸出電流。因此本發明的驅動器或控制在 50%光線強度的設定不會隨時間降低光線強度，而傳統的驅動器或控制器會。在一些實施例中，具有調光器的集成光電裝置為發光二極體照明設備(LED light fixture)。該照明設備包括多個發光二極體、光學傳輸線、光線檢測器、驅動器、調光器以及控制器。光線檢測器包括一影像傳感器，用以接收穿過光學傳輸線的光線。驅動器耦接於發光二極體及光線檢測器，並包括一電流產生器。調光器的開關包括一或多個調光位置。控制器耦接於驅動器及光線檢測器，用以調整電流產生器產生的電流，使得當該調光器開關設定在一調光位置時，所檢測到的總光線強度相等於該調光位置所對應的一指定數值。在另一實施例中，具有調光器的集成光電裝置用以做為顯示器的背光。該集成光電裝置包括光線檢測器，用以檢測周圍的光線以及該集成光電裝置的發光二極體所產生的光線。該集成光電裝置中的控制器用以根據周圍的光線來調整背光的數量，像是調整背光以利夜間觀賞。該集成光電裝置可包括存儲器，用以讓控制器比較檢測到的光線強度值與一歷史值，該歷史值可能是一初始值。在該存儲器中儲存初始值是相當有用的，因為光線傳輸線的位置及安裝時的變化，檢測出的同一種發光二極體光線強度值不一定會相同。換句話說，檢測到各個發光二極體的光線強度值可從該初始值校準或是正規化。如果在將具有相同初始值的發光二極體在分組放入同一集成光電裝置前先挑選過，該初始值會與初始光線強度相關。在一些實施例中，發光二極體會經過測試，用以讓初始值為校正點 (calibrationpoint)0該存儲器另一用處是減低分類限制(binning limiations)，用以降低製造成本。 在發光二極體被安裝至集成光電裝置前，會將具有相似初始輸出特性的發光二極體先分類成群。對許多集成光電裝置來說，這些群集的定義非常狹窄，會導致許多發光二極體不合格被退貨，而至更低一級的分類，而所述多個發光二極體只能使用在具有較低經濟價值的集成光電裝置上。在狹窄分類群集背後的根本原因在光線在初始及隨著時間變化的均勻一致性。因為在本發明不同實施例中的檢測與控制機制可以確保隨著時間變化仍有均勻的光線輸出，所以分類的限制可以降低，也可以減低不合格被退貨的情況。雖然圖IA及圖IB顯示集成光電裝置具有3個發光二極體102、103、104，但本發明的集成光電裝置並不限制在3個發光二極體。任何數量的發光二極體都可以包括在集成光電裝置內。在光帶裝置(light bar device)中，發光二極體的數量可能多於3、多於10或多於20。在本發明不同的實施例中，在集成光電裝置中的發光二極體可能每個都不同。在圖IB中的發光二極體102、103、104可產生不同特性的光線，像是不同顏色的光線。舉例來說，集成光電裝置可為一個紅綠藍的裝置，其中發光二極體102可產生紅色光線、發光二極體103可產生綠色光線、發光二極體104可產生藍色光線。在一些照明應用中，採用這種紅綠藍組合發光二極體的集成光電裝置會產生白色光線。該集成光電裝置的輸出具有可調整的色溫。更進一步來說，身為一影像像素，發光二極體102、103、104可分別被控制，用以一起產生任何顏色。發光二極體102、103、104可使用不同顏色的磷光體鍍於半導體二極體的相同位置上。發光二極體102、103、104亦可藉由不同成分及結構的半導體二極體來產生不同顏色的光線。光線檢測器105在紅綠藍色的集成光電裝置中可依序檢測各個發光二極體102、 103、104的光線顏色、光線強度以及其他的光譜信息，舉例來說，可使用獨立的光學傳輸線 109在各個發光二極體102、103、104，或是使用一具有多分支的光學傳輸線109，並依序開啟發光二極體102、103、104。上述檢測到的信息用以調整電流輸出以改變產生光線的特性， 像是改變光線強度、光線顏色或色溫。在一些實施例中，控制器用以維持集成光電裝置的輸出色溫及光線強度。圖3所示為一具有多個發光二極體組的集成光電裝置的視角圖。如圖3所示，發光二極體組合(LED assemblies) 301具有3個發光二極體，其中包括發光二極體303，而發光二極體組合302具有3個發光二極體，其中包括發光二極體304。光線檢測器305通過光學傳輸線311用以檢測在所述多個發光二極體組合301、302中的各發光二極體的光線輸出。一個用以轉換類比檢測信號至數位信號的裝置可為光線檢測器的一部分，或是置於光線檢測器及控制器之間做為一個獨立元件。光線輸出信息會送到控制器309，用以控制驅動器307A及307B以傳送電流至各個發光二極體。在一些實施例中，發光二極體組合301及302為具有獨立紅綠藍顏色發光二極體的個別影像像素。所述多個影像像素可根據控制器對驅動器307A及307B的指示，以產生相同或相異的光線。在一些實施例中，發光二極體組合301及302為IXD電視中的背光裝置的光帶模塊。對LCD電視來說，背光裝置光線輸出的均勻性的需求是相當高的。因此，控制器309會比較發光二極體組合301及302的總光線輸出，並指示驅動器307A及307B使得兩者的光線輸出相等。控制器309亦可確保個別發光二極體的光線強度是相同的。雖然圖3所示驅動器307A及307B是並聯地連接在發光二極體上，而串聯的發光二極體的驅動器可想像成一發光二極體組合的總光線強度被控制，用以與另一發光二極體組合的總光線強度相同。發光二極體組合併不限制在3個發光二極體的集合，可使用任何數量的發光二極體並一起驅動。圖4所示為集成光電裝置的一反饋迴路控制方法的流程圖。在步驟413中，發光二極體組合301及302產生光線。光線檢測器305檢測到產生的光線並於步驟415中傳送檢測到的信息至控制器309。在步驟416中，控制器309互相比較檢測到的數值或是與一指定值做比較，用以指示驅動器307A及307B改變電流。在步驟418中，驅動器307A及307B 驅動發光二極體303及304，如果必要的話，會藉由改變電流來調整發光二極體303及304 的光線輸出。如上述所揭示本發明的內容，比較的動作可以在一些運算後才執行，像是加總一發光二極體組合中的所有發光二極體的光線輸出。此外，在比較完後，可執行進一步的運算。舉例來說，檢測到的數值與一預期數值的差值可計算出來，並可根據該差值在校準曲線或用查表法找出需調整的電流。本發明的許多實施例均與具有許多光帶做為背光的顯示器有關。背光顯示器包括 IXD電視及屏幕與一些商業用顯示器。每個光帶包括一數量的發光二極體、一具有電流產生器的驅動器耦接於各個發光二極體以及一光學傳輸線用以傳送由各個發光二極體所產生的部分光線。部分光線傳送至光線檢測器，其中光線檢測器包括了影像傳感器，用以接收穿過光線傳輸線的光線。顯示器亦包括一控制器耦接至光線檢測器及驅動器。該控制器可包括存儲器及邏輯單元，用以根據檢測到的數值來調整發光二極體的光線強度。如上述本發明揭示的內容，發光二極體的光線輸出與驅動電流以及橫跨於發光二極體的電壓有關。在圖中的發光二極體所示是與驅動器並聯地連接，用以讓通過各個發光二極體的電流可個別讓驅動器來控制，然而本發明揭示的範圍不限於此。在一些實施例中， 發光二極體串接連至驅動器，用以讓通過各個發光二極體的電流是相同的。個別發光二極體的控制可以利用改變橫跨於發光二極體的電壓來達成。此種方法跟改變電阻有關，如電壓分壓器分別橫跨於各個發光二極體上。換句話說，可用其他的方法來達成對個別發光二極體的控制，而本發明所揭示的內容並不只局限於電流調整的方法。圖5所示為具有備用發光二極體組的集成光電裝置。如圖5所示的集成光電裝置包括一具有兩個發光二極體組(LED banks)的集成光電裝置板501，其中兩個發光二極體組為第一發光二極體組506及備用發光二極體組504。各個發光二極體組通過一或多條光學傳輸線連接至光學檢測器505，並連接至驅動器507。在第一發光二極體組506中的各個發光二極體均具有一對應的發光二極體在備用發光二極體組504中，如發光二極體502及 503互為相應，置於個別的發光二極體組中。這些對應發光二極體502及503都是通過一開關連接(未畫於圖上)或是通過類似的機制將來自驅動器507的電流重新導向。在此實施例中，集成光電裝置一開始不會使用備用發光二極體組504。集成光電裝置經過使用後，一或多個發光二極體會開始衰退，當衰退到達一定程度時，備用發光二極體組504就會開始運行。舉例來說，開關會在通路狀態，用以改為目前使用的發光二極體至備用發光二極體組504中的發光二極體。如果發光二極體502的光線輸出開始衰退至一定程度時，發光二極體503會被加入運行以取代發光二極體502，用以讓總光線輸出保持固定。 如圖所示，對應的發光二極體均是成對的，用以讓轉換過程對終端使用者來說相當清楚。舉例來說，到達需要轉換發光二極體的程度即是就算處於最大操作電流時，衰退的發光二極體的光線輸出也不能達到規格所要求的輸出。在一些實施例中，一開關處於通路狀態，用以改變整個集成光電裝置至備用發光二極體組504。採用這個方法，驅動器507不必根據發光二極體對發光二極體的原則來調整輸出。當第一發光二極體組506需要被更換時，使用備用發光二極體組504可讓集成光電裝置繼續使用。在一些實施例中，在備用發光二極體組中不屬於對應的發光二極體可加入服務運行。舉例來說，如果發光二極體502完全衰退，發光二極體503及508可一同加入運行以維持總光線輸出。本領域技術人員當可認知存在有許多控制機制及可能性採用在集成光電裝置上有一額外的發光二極體組的概念。此概念特別適合於極不宜出現光線輸出中斷的應用，或是對光線輸出的均勻性非常重要的應用。
在其他方面，用於集成光電裝置的反饋迴路可用來警告操作者在安全的應用。愈來愈多發光二極體使用在交通工具外部照明及警告的應用上，像是汽車、飛機及火車。此方法可包括測量安裝至交通工具外部的一群發光二極體的光線強度，比較測量得到的光線強度與指定的基準值，如果測量得到的光線強度低於指定的基準值時，警告操作者。發光二極體的衰退會隨著時間緩慢發生也不會被注意到，然而光線輸出降低之後會減低可視度，如果不發出警告的話，可能造成安全上的問題。定期測量光線強度，並比較測得的光線強度與基準值，可以確保適時地對操作者發出警告。警告可以採用不同的形式，包括聲音或光線。但是以上所述，僅為本發明的優選實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明權利要求及發明說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。另外本發明的任一實施例或權利要求不須達成本發明所揭示的全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用以輔助專利文件搜尋之用，並非用以限制本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種集成光電裝置，包括 多個發光二極體；一光學傳輸線，耦接於所述多個發光二極體；一光線傳感器，耦接於該光學傳輸線，用以通過該光學傳輸線以接收所述多個發光二極體產生的光線；以及一驅動器，耦接於所述多個發光二極體與該光線傳感器，用以接收由該光線傳感器的輸出光線數據，並使用所述多個光線數據以驅動在所述多個發光二極體的電流。
2.如權利要求1所述的集成光電裝置，其中該驅動器包括一電流產生器以及一控制器，其中當檢測到低輸出光線時，該控制器用以增加一發光二極體的一電流，該控制器更包括一邏輯處理器與一存儲器，該邏輯處理器調整一發光二極體的一電流，用以使得相鄰的所述多個發光二極體的光線輸出相匹配。
3.如權利要求2所述的集成光電裝置，其中該控制器包括一邏輯處理器與一存儲器， 該邏輯處理器調整一發光二極體的一電流，用以使得相鄰的所述多個發光二極體的光線輸出相匹配。
4.一種集成光電裝置，包括一發光裝置，包含一紅色發光二極體、一藍色發光二極體以及一綠色發光二極體； 一驅動器，耦接於該紅色發光二極體、該藍色發光二極體以及該綠色發光二極體，並包括一電流產生器；一光學傳輸線，耦接於該發光裝置，用以傳輸部分由所述多個發光二極體產生的光線.一入 ，一光學傳感器，耦接於該光學傳輸線，用以接收來自該光學傳輸線的光線，其中該光學傳感器用以檢測發光二極體的光線強度與顏色；以及一控制器，耦接於該光學傳感器與該驅動器，其中該控制器包括一邏輯處理器與一存儲器，其中該控制器的該邏輯處理器用以維持一白光強度與一色溫。
5.一種顯示器，包括 一光帶，包括多個發光二極體；以及一驅動器，耦接於所述多個發光二極體，該驅動器包括一電流產生器及一光學傳輸線， 用以排列傳輸由所述多個發光二極體產生的部分光線；一光學傳感器，耦接於該光學傳輸線，用以接收經過該光學傳輸線的光線；以及一控制器，耦接於該光學傳感器與該驅動器，該控制器包括一邏輯處理器及一存儲器， 其中該控制器的該邏輯處理器用以調整所述多個發光二極體的光線強度與顏色。
6.一種反饋迴路控制方法，包括測量多個發光二極體的光線強度； 比較所測量的光線強度；調整所述多個發光二極體的一子集的一電流，用以改善所述多個發光二極體的光線強度分配。
7.如權利要求6所述的反饋迴路方法，其中當所述多個發光二極體的該子集的光線強度較其餘所述多個發光二極體的光線強度為低時，該子集的該電流會增加，當該子集的光線強度較其餘所述多個發光二極體的光線強度為高時，該電流會降低。
8.如權利要求6所述的反饋迴路方法，其中調整所述多個發光二極體的該子集的該電流，用以使得該子集的光線強度的總和本質上相等於其餘發光二極體的光線強度的總和。
9.一種反饋迴路控制方法，包括測量安裝於交通工具外部的多個發光二極體的每一個的一光線強度； 比較各個測量出的光線強度與一指定基準值；以及當該測量出的所述多個光線強度低於該指定基準值的數量超過一指定值，發送一警告，其中該警告為一聲音或一光線。
10.一種照明設備，包括 多個發光二極體；一或多個光學傳輸線，耦接於所述多個發光二極體；一光線檢測器，耦接於該或所述多個光學傳輸線，用以接收穿過該光學傳輸線的光線。 一驅動器，耦接於該發光二極體與該光線檢測器，其中該驅動器包括一電流產生器； 一調光器開關，包括一或多個調光位置；以及一控制器，耦接於該驅動器與該光線檢測器，其中該控制器用以調整該電流產生器產生的電流，使得當該調光器開關設定在一調光位置時，所檢測到的總光線強度相等於該調光位置所對應的一指定數值。
全文摘要
本發明提供一種集成光電裝置、顯示器、反饋迴路控制方法及照明設備。該集成光電裝置包括多個發光二極體；一光學傳輸線，耦接於所述多個發光二極體；一光線傳感器，耦接於該光學傳輸線，用以通過該光學傳輸線以接收所述多個發光二極體產生的光線；以及一驅動器，耦接於所述多個發光二極體與該光線傳感器，用以接收由該光線傳感器的輸出光線數據，並使用所述多個光線數據以驅動在所述多個發光二極體的電流。本發明可以將整個裝置的可用壽命延長，整合理想的功能和更低的成本。
文檔編號H05B37/02GK102261597SQ201010547528
公開日2011年11月30日 申請日期2010年11月12日 優先權日2010年5月28日
發明者黃信傑 申請人:臺灣積體電路製造股份有限公司