發光二極體的發光控制系統的製作方法

2023-11-08 05:01:02 1

專利名稱：發光二極體的發光控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體(LED)的發光控制系統，特別涉及一種突 破了傳統技術中以一個模塊來控制多個LED的發光控制系統，該發光控制系 統能夠更靈活地控制每個LED的亮度和色彩飽和度。更具體來說，該發光控 制系統增加了對掃描信號的運算，順序地控制信號來流入每個順次連接的 LED,且根據所需的圖像信號的強度，根據二進位數字狀態來改變流入LED 的電流，從而控制LED的發光。因此，本發明提供了一種利用二進位數字狀 態來控制電流以精確地控制LED發光的發光控制系統。此外，可以按兩階段 漸進的方法(two-steps progress in a progressive manner)來4空制電流的流量， 在該兩階段漸進方法中利用了基本電流源(base current source, BCS )和力口權 電:^危源(weight current source, WCS )。
背景技術：
目前，各種顏色的LED已經被廣泛地用於照明設備並投入工業應用。雖 然單個的LED也可以單獨用作一個光源，但是幾乎所有的裝置設備使用的都 是"發光二極體模組"。然而，使用發光二極體模組的缺點在於需要發光二極 管模組中的所有LED表現出一樣的特性例如相同的亮度、色彩飽和度和明亮 狀態。此外，所有的裝置設備向每個LED傳輸固定設計的電流量。本發明的 設計是為了解決每個LED都被輸入固定電流的缺點，且本發明以二進位數字 來控制流入各個LED的電流。另夕卜，本發明運用了基本電流源和加權電流源， 採用二階段漸進方式來控制流入各個LED的電流。
為了能夠同時解決上述傳統技術中的各種問題，本發明提出了一種LED 發光控制系統的實施例，來克服傳統技術的缺點。

發明內容
本發明的目的在於提供一種對每個LED進行發光控制的發光控制系統， 從而取代傳統技術中以單個控制模塊來控制多個LED,該發光控制系統可以 改善傳統LED模塊的發光多樣性。
本發明一方面提供了 一種LED的發光控制系統，該發光控制系統包括多 個驅動控制基本單元，每個驅動控制基本單元分別控制對應的發光二極體中 的電流。
本發明的另 一方面提供了 一種LED的發光控制系統，該發光控制系統包 括多個驅動控制基本單元，其中，每個驅動控制基本單元分別連接不同的 發光二極體，所述多個驅動控制基本單元依次連接；主控制器，其中，只有 一個驅動控制基本單元連接到主控制器。
本發明的又一方面提供了 一種發光二極體的發光控制系統，該發光控制 系統包括多個驅動控制基本單元，分別控制流入每個發光二極體的電流， 其中，每個驅動控制基本單元包括至少一個複製電流模塊、至少一個校正數 據存儲器、至少一個圖像數據存儲器、至少一個邏輯運算器和至少一個二進 制控制存儲器，其中，所述主控制器向所述至少一個校正數據存儲器傳輸發 光二極體的校正數據，並向所述至少一個圖像數據存儲器傳輸圖像數據。
根據本發明的發光控制系統，單個LED的電流由多個複製電流模塊來控 制，每個複製電流模塊通過二進位位(l或0)來表示電流的流入或不流入， 用N來表示RCM的數量。RCM的電流組合方式可以用 一個N位二進位數來 表示，所以，流入每個LED的電流量有2"種情況。通過兩個因素即圖像數 據和校正數據來確定每個LED所需的電流量，其中，圖像數據用來表示特定 的LED要顯示的特定圖像的圖像信號的強度，而校正數據用來表示LED被 確定為低於預定水平或高出預定水平。在製造LED時，在降低成本的同時必 須保持LED的水平。在根據本發明的發光控制系統中，可以忽略LED的制 造差異。圖像數據和校正數據(如果需要)被輸入到邏輯運算器中進行計算， 以確定每個LED的電流的二進位狀態。此外，通過基本電流源和加權電流源 對流入每個LED的發光電流進行兩階段漸進式控制。
基本電流源為各個LED施加預先設定好的電流量，加權電流源可進一步 地調整基本電流源施加的電流量。通過不同的電流源對LED提供多種電流， 利用兩階段漸進式電流控制方式來滿足複製電流模塊且縮小其尺寸。


圖1是示出了根據本發明的LED的背光模組的示意圖2是示出了根據本發明的LED的驅動控制單元的示意圖3是根據本發明實施例的使用基本驅動單元與LED的背光模組的發光 控制系統的結構的示意圖4是根據本發明實施例的紅色、綠色和藍色LED的背光模組的發光控 制系統的結構的示意圖5是根據本發明的紅色、綠色、綠色和藍色LED的背光模組的發光控 制系統的結構的示意圖6是根據本發明的紅色、紅色、綠色、綠色、藍色和藍色LED的背光 模組的發光控制系統的結構的示意圖7示出了根據本發明的利用二進位數字來控制電流的驅動控制基本單 元的結構的示意圖8以紅色LED為例示出了兩階段漸進式電流控制方式的示意圖。
具體實施例方式
附圖標號說明
11、 12、 21、 22、 Ml、 M2、畫LED
101、 102、 103、 104、 ION、 200、 201、 202、 20N、 MOl、 M02、 MON:
驅動控制基本單元 210:移位寄存器 212:數字接收單元 214:重置才莫塊 216:頻率控制模塊 5:主控制器 2: LED驅動控制單元 710:校正數據存儲器 712:圖像數據存儲器 714:邏輯運算器 716: 二進位控制存儲器 718:鏡像電流源
7201、 7202、 7203、 720N:複製電流才莫塊 802:基本電流源
804:紅色加一又電流源
圖1是示出了根據本發明的LED的背光模組的示意圖。在圖1中，LED
的發光控制系統包括主控制器5、 LED驅動控制基本單元101、 102.....10N、
201、 202、 20N、…、M01、 M02、…、MON以及LEDll、 12、…、21、 22.....
Ml、 M2..... MN。主控制器可以是微運算器或數字運算器，用於計算和輸
出圖像數據，以向驅動控制基本單元提供完整的色彩飽和度或者亮度。每個 LED與相應的LED驅動控制基本單元單相連接，且LED驅動控制基本單元與 LED —起順次接連連接，從而形成矩陣排列的結構。主控制器5傳輸所有的 圖像信號和控制信號，並將上述信號直接傳輸到最前面的(lead)驅動控制基本 單元(即第一個LED驅動控制基本單元)，接著，第一個LED驅動控制基本 單元將相同信號傳輸到第二個LED驅動控制基本單元。由此，信號依次連接， 信號被以類似掃描的方式傳輸到與第一個LED驅動控制基本單元連接的第二 個LED驅動控制基本單元，並以相同的方式繼續向其它LED驅動控制基本單 元傳輸。因此，信號從第一個LED驅動控制基本單元被依次傳輸到第二、第 三、第四至最後一個LED驅動控制基本單元MON,由此，如同掃描般完成對 所有LED驅動控制基本單元輸入數據的過程。
圖2是根據本發明的LED驅動控制基本單元的示意圖。在圖2中，驅動 控制基本單元包括移位寄存器210。移位寄存器包括數字接收單元212、重置 模塊214以及頻率控制模塊216。當發光控制系統開始初始化時，重置信號 會將所有驅動控制基本單元的移位寄存器重置。當頻率控制模塊開始產生頻率 時，主控制器產生初始掃描信號以啟動數據掃描程序。此時，掃描信號到達第 一個LED驅動控制基本單元，移位寄存器將存儲第 一個LED所需的發光數據， 直到同一幀圖像中最後的數據傳輸到最後一個LED驅動控制基本單元為止。 每個LED的對應的移位寄存器將儲存並保持該LED所需的發光數據，直到下 一個掃描程序開始為止，而圖像將被立即傳輸到第一個LED至最後一個LED。 當"掃描信號"到達時，與下一個圖像對應的數據和移位寄存器將開始工作。 換言之，當改變發光控制時，每個LED的發光狀態保持不變直到下一個圖像 信號到達為止。
圖3是根據本發明另 一實施例的使用驅動控制基本單元和LED的背光模 組的發光控制系統的示意圖，其中，LED驅動控制基本單元的結構是聚集排 列的，而掃描信號程序與圖2中所描述的相同。圖4至圖6示出了本發明的幾個不同的實施例，在這幾個實施例中使用了 相同的掃描信號程序，但運用不同的LED的結構來展現tlj多樣化的彩色發光 控制。參照圖4，不同顏色的LED按照紅色、綠色和藍色的順序來排列；參 照圖5,不同顏色的LED按照紅色、綠色、綠色和藍色的順序來排列；參照
圖6，不同顏色的LED按照紅色、紅色.....綠色、綠色.....藍色和藍色
的順序來排列。當^f吏用掃描信號程序時，發光的多樣性可通過改變LED的排 列結構來實現。應該清楚的是，上述的排列方式是示例性的，本發明並不限於 此，其它顏色的發光控制排列也落入本發明的保護範圍之內。
圖7示出了根據本發明的利用二進位數字來控制電流的驅動控制基本單 元的結構的示意圖。在圖7中，每個LED與對應的LED驅動控制基本單元 連接，其中，驅動控制基本單元包括至少一個校正數據存儲器710、至少一 個圖像數據存儲器712、至少一個邏輯運算器714、至少一個二進位控制存儲 器716、至少一個鏡像電流源718以及多個複製電流才莫塊(Replica Current Module, RCM)7201、 7202、 7203、…720n。
當需要發光二極體的發光數據時，主控制器向至少一個校正數據存儲器傳 輸校正數據信號，校正數據信號將控制補償次級發光二極體的發光所需的亮 度，主控制器向至少一組圖像數據存儲器傳輸圖像數據，以提供所需的發光強 度的數據。邏輯運算器對校正數據和圖像數據進行邏輯運算，利用預先設置的 邏輯式，得到與LED的亮度和飽和度對應的N位二進位數據，其中，N為復 制電流模塊(RCM)的數量，每一個數字位(l或O)表示電流流入或不流入復 制電流模塊。存在N個複製電流模塊，電流狀態對應地存在2W+1種，換言之， 流入發光二極體的電流量可以以2N+1種方式變化。
圖8以紅色LED為例示出了兩階段漸進式電流控制方式的示意圖。在圖 8中，電流以兩階段漸進式輸入到LED中，向發光二極體的驅動單元輸入兩 個電流源，即基本電流源(BCS)802和加權電流源(WCS)804。基本電流源(BCS) 用於向發光二極體提供預先設定好的恆定電流，換言之，用於調整發光二極 管的發光控制，而加權電流源(WCS)根據圖像來進一步調整電流量。控制電 流量可以縮小裝置設備的空間尺寸並降低複製電流模塊的製作成本，即實現 圖7中的實施例所要達到的效果。
雖然已經參照本發明的示例性實施例具體示出和描述了本發明，但是本 領域的普通技術人員應該理解，這些實施例是示例性的，在不脫離如權利要
求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以在本發明中做出各種形式和細 節上的改變。
權利要求
1、一種發光二極體的發光控制系統，包括多個驅動控制基本單元，分別控制流入每個發光二極體中的電流。
2、 如權利要求1所述的發光控制系統，還包括主控制器，其中，多個驅 動控制基本單元順次連接，且只有一個驅動控制基本單元與主控制器連接並 接收從主控制器傳輸的圖像信號，隨後所述信號被以掃描的形式順序地傳輸 到其餘的驅動控制基本單元。
3、 如權利要求2所述的發光控制系統，其中，多個發光二極體選自於由 紅色發光二極體、綠色發光二極體和藍色發光二極體組成的組，所述驅動控 制基本單元包括存儲對應的發光二極體的發光數據的移位寄存器，並控制所 述發光二極體的發光狀態，所述發光數據被一直存儲在移位寄存器中，直到 驅動控制基本單元接收到另 一 圖像信號為止。
4、 如權利要求3所述的發光控制系統，其中，每個驅動控制基本單元包 括至少一個複製電流模塊、至少一個校正數據存儲器、至少一個圖像數據存 儲器、至少一個邏輯運算器和至少一個二進位控制存儲器，其中，所述主控 制器向所述至少一個校正數據存儲器傳輸發光二極體的校正數據，並向所述 至少 一個圖像數據存儲器傳輸圖像數據。
5、 如權利要求4所述的發光控制系統，其中，所述至少一個邏輯運算器 根據預設的邏輯式對所述校正數據和所述圖像數據進行計算，以產生一個N 位的二進位數，其中，N為所述複製電流模塊的數量。
6、 如權利要求5所述的發光控制系統，其中，所述二進位數的每一位表 示電流流入或不流入發光二極體。
7、 如權利要求4所述的發光控制系統，其中，通過所述驅動控制基本單 元來控制流入發光二極體的電流量。
8、 一種發光二極體的發光控制系統，包括多個驅動控制基本單元，其中，每個驅動控制基本單元分別連接不同的 發光二極體，所述多個驅動控制基本單元依次連接；主控制器，其中，只有一個驅動控制基本單元連接到主控制器。
9、 如權利要求8所述的發光控制系統，其中，由驅動控制基本單元控制 流入與之連接的發光二極體的電流，且主控制器將圖像信號傳輸到與之連接 的驅動控制基本單元，且隨後所述圖像信號被以掃描的形式傳輸到其餘的驅 動控制基本單元。
10、 如權利要求9所述的發光控制系統，其中，每個驅動控制基本單元 包括至少一個複製電流模塊、至少一個校正數據存儲器、至少一個圖像數據 存儲器、至少一個邏輯運算器和至少一個二進位控制存儲器，其中，所述主 控制器向所述至少一個校正數據存儲器傳輸發光二極體的校正數據，並向所 述至少 一個圖像數據存儲器傳輸圖像數據。
11、 如權利要求IO所述的發光控制系統，其中，多個發光二極體選自於 由紅色發光二極體、綠色發光二極體和藍色發光二極體組成的組，所述驅動 控制基本單元包括存儲對應的發光二極體的發光數據的移位寄存器，並控制 所述發光二極體的發光狀態，所述發光數據被一直存儲在移位寄存器中，直 到驅動控制基本單元接收到與另 一圖像信息為止。
12、 如權利要求11所述的發光控制系統，其中，所述至少一個邏輯運算 器根據預設的邏輯式對所述校正數據和所述圖像數據進行計算，以產生一個 N位的二進位數，其中，N為所述複製電流模塊的數量。
13、 如權利要求12所述的發光控制系統，其中，所述二進位數的每一位 表示電流流入或不流入發光二極體。
14、 如權利要求11所述的發光控制系統，其中，通過所述驅動控制基本 單元來控制流入發光二極體的預定電流。
15、 一種發光二極體的發光控制系統，包括多個驅動控制基本單元，分別控制流入每個發光二極體的電流， 其中，每個驅動控制基本單元包括至少一個複製電流模塊、至少一個校 正數據存儲器、至少一個圖像數據存儲器、至少一個邏輯運算器和至少一個 二進位控制存儲器，其中，所述主控制器向所述至少一個校正數據存儲器傳 輸發光二極體的校正數據，並向所述至少一個圖像數據存儲器傳輸圖像數據。
16、 如權利要求15所述的發光控制系統，其中，所述至少一個邏輯運算 器根據預設的邏輯式對所述校正數據和所述圖像數據進行計算，以產生一個 N位的二進位數，其中，N為所述複製電流模塊的數量。
17、 如權利要求16所述的發光控制系統，其中，所述二進位數的每一位 表示電流流入或不流入發光二極體。
18、 如權利要求15所述的發光控制系統，其中，通過所述驅動控制基本單元來控制流入發光二極體的電流量。
19、如權利要求15所述的發光控制系統，還包括主控制器，其中，多個 驅動控制基本單元順次連接，且只有一個驅動控制基本單元與主控制器連接 並接收從主控制器傳輸的圖像信號，隨後所述信號被以掃描的形式順序地傳 輸到其餘的驅動控制基本單元，多個發光二極體選自於由紅色發光二極體、 綠色發光二極體和藍色發光二極體組成的組，所述驅動控制基本單元包括存 儲對應的發光二極體的發光數據的移位寄存器，並控制所述發光二極體的發 光狀態，所述發光數據被一直存儲在移位寄存器中，直到驅動控制基本單元 接收到另一圖像信號為止。
全文摘要
本發明公開了一種發光二極體的發光控制系統，該發光控制系統包括多個驅動控制基本單元，其中，每個驅動控制基本單元分別控制流入與之連接的發光二極體的電流。該發光控制系統不同於傳統技術中用一個模塊來同時控制多個LED，且在控制單個LED的亮度和色彩飽和度方面具有更大的靈活性。該發光控制系統增加了掃描信號的運算，以順序地控制信號來流入順次連接的LED，且根據所需的圖像信號的強度，利用二進位數字狀態來改變流入LED的電流，從而驅動LED發光。因此，該發光控制系統是一種利用二進位數字狀態來控制電流以精確控制發光的控制系統。此外，可以利用基本電流源和加權電流源的兩階段漸進的方法來控制電流量。
文檔編號H05B37/02GK101188893SQ20071018708
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月23日 優先權日2006年11月24日
發明者鍾昶光, 黃新江 申請人:昊昱科技股份有限公司