[发明专利]光源亮度控制装置与方法以及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光源的控制装置及其控制方法，特别涉及一种发光二极管(Light Emitting Diode；LED)光源的亮度控制装置及其使用该控制装置的光源系统、显示装置及其控制方法。

背景技术

发光二极管工作电压低(仅1.5-3V)、能主动发光且有一定亮度，亮度可用电压或电流调节，同时具备耐冲击、抗振动、寿命长(10万小时)的特点，是以，发光二极管在各种终端设备中被广泛使用，从汽车前照灯、交通信号灯、文字显示器、看板及大屏幕视频显示器，到普通及建筑照明和LCD背光等领域。

随着发光二极管效率与亮度的增加以及成本的减少，发光二极管市场发展日益成熟。尤其在高端显示领域，显示平台对光源亮度匹配要求很高，需要获得均匀、一致的显示色彩及亮度，保证显示效果始终如新。

然而，由于光源的光强度会因为光源本身的老化或温度因素而变化(增加或减少发光强度)，故若要维持光源的稳定，就必须知道光源的变化且反馈补偿与控制光源，最后达到维持光源稳定的目的。

现有两种调光方式为模拟或脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)方式。其中，模拟调光是藉由改变流通过发光二极管的电流大小来调整亮度。模拟调光方法缺点是会出现发光二极管颜色偏移，并需要采用模拟控制信号。另一种调光方法为PWM调光，其采用固定电流驱动发光二极管，利用开启与关闭发光二极管的时间比率(Duty Ratio)以达到亮度调整效果。例如：使用20mA定电流来驱动发光二极管，而duty ratio为50％所产生的亮度将是dutyratio为100％的一半。由于采用定电流驱动发光二极管，PWM调光不会出现色偏移问题。同时，为确保使用者的眼睛看不到开启与关闭发光二极管的闪烁现象，光源开启与关闭的切换频率应足够快，最大PWM频率取决于电源启动与响应时间，理论上只要切换频率超过约200Hz时人眼就无法察觉。

相关的现有技术亦可参阅已公告的美国专利第US6127783号，第US6894442号，第US6495964号。

上述各种现有控制方法的共同特点是使用光传感器来检测光源，在光源点亮期间(高电平期间)取得光传感器的输出信息，进而反馈调整光源，以达到补偿亮度的功能，其控制时序图如图1所示。

然而，现有控制方法受光源点亮时其驱动器所造成的系统噪声的影响。请先参阅本发明探讨问题的图2所示，发光二极管驱动电路在有驱动电流输出之时，即发光二极管光源点亮时间区域24(高电平时期)，电路系统中同时存在较大噪声；而光传感器检测的输出信号本身为一弱电信号，现有控制方法在存在较大噪声的发光二极管光源点亮时期进行数据取样，这将降低检测信号信噪比，影响实际中检测结果的精度。尤其是大规模发光二极管矩阵光源，所需驱动电流极大，电路系统中产生的噪声更大，有可能将检测输出信号淹没，更有甚者将会无法检测出所需的反馈信号。

有鉴于此，提供一种可有效降低噪声干扰、提高检测精准度的光源亮度控制技术，也是业者需要积极研发的方向。

发明内容

本发明提供一种可有效降低干扰噪声、提高检测精准度的光源亮度控制装置。

本发明提供一种可有效降低干扰噪声、提高检测精准度的光源亮度控制方法。

本发明提供一种具备稳定显示效果的光源系统。

本发明提供一种具备稳定显示效果的显示装置。

本发明提供一种光源亮度控制装置，用于获得稳定的光源，其包括：一光传感器，用于检测光源的变化；以及一光源管理控制线路，用于根据光传感器的反馈信号向光源提供控制调节信号；其中，所述的光源管理控制线路是在光源关闭时取得光传感器的输出信号，据检测的信号来计算与调整光源，藉此补偿光源的亮度变化。

本发明提供一种光源亮度控制方法，该控制方法包括下列步骤：藉由光传感器检测光源的变化；及在光源关闭时取得光传感器的输出信号，根据光传感器的反馈来补偿光源亮度的变化，藉此获得稳定的光源。

本发明的光源系统，其包括：光源；一用于检测光源变化的光传感器；以及一用于根据光传感器的反馈信号向光源提供控制调节信号的光源管理控制线路；其中，所述的光源管理控制线路是在光源关闭时取得光传感器的输出信号，据检测的信号来计算与调整光源，藉此补偿光源的亮度变化以获得稳定的显示效果。