CN101312001A

CN101312001A - 背光装置及其亮度控制电路的控制方法

Info

Publication number: CN101312001A
Application number: CNA2007101040788A
Authority: CN
Inventors: 赵翰楀; 陈弼先; 林信彰
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-11-26

Abstract

本发明公开了一种亮度控制电路，包括检测单元、控制单元以及电流调整单元。其中，检测单元用以检测每一个发光模块的工作电流大小，并产生多个检测信号至控制单元。而控制单元可以依据这些检测信号产生多个控制信号，并传送至电流调整单元，通过电流调整单元调整每一个发光模块的工作电流大小。

Description

背光装置及其亮度控制电路的控制方法

技术领域

本发明是有关于一种背光装置及其亮度控制电路，且特别是有关于一种背光装置及其亮度控制电路的控制方法。

背景技术

由于发光二极管(light emitting diode)具有体积小、省电以及使用寿命长等特性，使得发光二极管被广泛地应用于手机、相机以及液晶显示器等各种信息设备。

以液晶显示器而言，发光二极管可以作为它的背光源。当液晶显示器以发光二极管作为背光源时，需使用大量的发光二极管，使得显示画面的亮度能符合使用者的要求。此外，由于液晶显示器使用了大量的发光二极管，使得发光二极管的驱动电流上升及其驱动电路的数目增加。因此，在发光二极管背光源的设计上，会将多个发光模块以并联的方式耦接，且每一个发光模块又包含多个发光二极管。藉此，降低发光二极管的驱动电流的大小与减少发光二极管的驱动电路的数目。

然而，发光二极管在制造过程中，其跨压会受到温度、晶体特性或发光二极管产生短路等因素影响，使得每一个发光二极管会产生不同的跨压。因此，在传统的发光二极管背光源的设计时，每一个发光模块是由多个发光二极管串联而成，使得每一个发光二极管的跨压误差值会累加起来，造成每一个发光模块的发光二极管总跨压值不会相同。以致于在输入固定工作电压的情况下，每一个发光模块会因其发光二极管的总跨压值不同，而使得工作电流会有所差异，导致每一个发光模块的发光亮度不相同，造成显示画面的亮度不平均的现象产生。

发明内容

因此，本发明的目的就是在提供一种背光装置及其亮度控制电路，通过电流调整单元来调整每一个发光模块的工作电流大小。

本发明的另一目的是提供一种亮度控制方法，用以同步控制多个发光模块的亮度，使得每一个发光模块的亮度都相同。

本发明提出一种亮度控制电路，其适于同步控制多个发光模块的亮度。亮度控制电路包括检测单元、控制单元以及电流调整单元。其中，检测单元用以检测每一个发光模块的工作电流大小，并产生多个检测信号传送至控制单元，而控制单元也会依据多个检测信号产生多个控制信号。此外，电流调整单元配置于多个发光模块和检测单元之间，并依据控制单元产生之控制信号来调整对应的发光模块的电流大小。

本发明提出一种背光装置，包括多个发光模块、检测单元、控制单元以及电流调整单元。其中，检测单元用以检测每一个发光模块的工作电流大小，并产生对应的检测信号。而控制单元耦接至检测单元，用以接收检测信号并产生多个控制信号。此外，电流调整单元配置于多个发光模块和检测单元之间，并依据控制信号来调整对应的发光模块的电流大小。

本发明提出一种亮度控制方法，适于同步控制多个发光模块的亮度。本发明所提供的亮度控制方法包括检测流经每一个发光模块的工作电流，并产生多个检测信号。此外，依据这些检测信号而产生多个控制信号，并依据每一控制信号来同步调整各该些发光模块的工作电流的大小。

本发明提供的背光装置及其亮度控制电路，可以通过亮度控制方法将每一个发光模块的工作电流调整至相同大小，使得每一个发光模块产生相同亮度的发光模块。因此，显示画面上每一点的亮度皆相同。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为依照本发明一较佳实施例的一种背光装置。

图2绘示为依照本发明一较佳实施例的一种控制单元。

图3绘示为依照本发明一较佳实施例的一种亮度控制方法。

图4绘示为依照本发明亮度控制方法调整后的工作电流。

图5绘示为依照本发明另一实施例的一种亮度控制方法。

图6绘示为依照另一实施例亮度控制方法调整后的工作电流。

具体实施方式

图1绘示为依照本发明一较佳实施例的一种背光装置。请参照图1，背光装置100包括电源供应器103、亮度控制电路105以及多个发光模块(101a～101n)。其中，电源供应器103提供每一个发光模块(101a～101n)运行时所需的电源，而亮度控制电路105则适用于同步控制多个发光模块(101a～101n)的亮度。

亮度控制电路105包括检测单元115、控制单元118以及电流调整单元110。其中，检测单元115还包含多个电阻(115a～115n)，且分别耦接至对应的发光模块(101a～101n)，用以检测每一个发光模块(101a～101n)的工作电流(Ia～In)大小，并产生多个检测信号传送至控制单元118。此外，电流调整单元110配置于发光模块(101a～101n)和检测单元115之间，用以接收控制单元118产生的控制信号，并依据对应的控制信号来调整每一个发光模块(101a～101n)的工作电流(Ia～In)大小。

图2绘示为依照本发明一较佳实施例的一种控制单元，可以用来实现图1的控制单元118。控制单元118包括误差放大器模块210、电流补偿模块212以及脉冲宽度调制器215。其中，误差放大器模块210耦接至检测单元115，用以比较参考电压信号与检测单元115产生的检测信号，并产生多个比较信号传送至电流补偿模块212。

此时，电流补偿模块212可以依据这些比较信号而产生多个补偿控制信号，并将这些补偿控制信号传送至脉冲宽度调制器215。而脉冲宽度调制器215则会依据这些补偿控制信号，产生多个控制信号输出至电流调整单元110，通过电流调整单元110来调整每一个发光模块(101a～101n)的工作电流(Ia～In)大小。

请合并参照图1和图2，电流模块101a除了耦接至电源供应器103之外，还耦接至开关111a并通过电阻115a接地。当电源供应器103提供一固定电压源至发光模块101a且开关111a是导通时，则会产生一工作电流Ia流经发光模块101a、开关111a以及电阻115a。此外，本实施例可以依据使用者的需求而并联多个发光模块(101a～101n)，且每一个发光模块(101a～101n)皆耦接至对应的开关(111a～111n)和电阻(115a～115n)。类似地，当电源供应器103提供一固定电压源至这些发光模块(101a～101n)且开关(111a～111n)是导通时，则会产生相对应的工作电流(Ia～In)。

此外，发光模块(101a～101n)还包含多个发光二极管，且每一个发光二极管的阴极端都耦接至下一个发光二极管的阳极端。其中，每一个发光二极管会因为温度、晶体特性或是发光二极管产生短路等因素影响，而产生不同的跨压。因此，每一个发光模块(101a～101n)所累加的发光二极管的总跨压大小不会相同，造成每一个发光模块(101a～101n)的工作电流(Ia～In)也不会相同。

当工作电流(Ia～In)流经电阻(115a～115n)时，会分别在对应的电阻(115a～115n)产生电压信号，并将这些电压信号传送至误差放大器模块210。值得注意的是，本实施例可以通过电阻(115a～115n)将流经发光模块(101a～101n)的工作电流(Ia～In)转换为电压型态的信号。

此外，请参阅图2，误差放大器模块210还包含多个误差放大器。而这些误差放大器除了接收对应的电压信号外，还会接收参考电压信号，并产生相对应的比较信号传送至电流补偿模块212。藉此，电流补偿模块212可以依据这些比较信号，产生多个补偿控制信号传送至脉冲宽度调制器215。

脉冲宽度调制器215也会依据这些补偿控制信号，产生多个控制信号传送至电流调整单元110。通过控制电流调整单元110的开关(111a～111n)是否导通，来调整每一个发光模块(101a～101n)的工作电流大小(Ia～In)，使得每一发光模块(101a～101n)产生相同的亮度。因此，显示画面上任一点的亮度都会相同。

图3绘示为依照本发明一较佳实施例的一种亮度控制方法，适用于同步控制多个发光模块的亮度。请参照图3，本发明的亮度控制方法包含检测流经每一个发光模块的工作电流大小S301，并将电流型态的检测信号转换为电压型态的检测信号S305。此外，依据这些检测信号可以产生多个控制信号。

接着，将每一个电压检测信号分别与参考电压进行比较S307，并产生多个比较信号。本发明的亮度控制方法可以依据每一个比较信号，在固定对应的控制信号频率的情况下，分别调整每一个控制信号的责任周期(duty cycle)S310。

当这些电压检测信号其中之一大于参考电压时，则会降低对应的控制信号的责任周期，以降低相对应的发光模块的工作电流大小S313。反之，当这些检测信号其中之一小于参考电压时，则会增加相对应的控制信号的责任周期，以增加对应的发光模块的工作电流大小S313。藉此，将每一个发光模块的工作电流调整至相同大小，使得显示画面上的每一点具有相同的亮度。

图4绘示为依照本发明的亮度控制方法调整后的工作电流。请参照图4，图4中包含流经两个发光模块的工作电流I1与I2以及参考电流Iref，其责任周期分别为T1、T2以及Tref。由于电压检测信号与其对应的电流的大小为正比关系，且工作电流I1＞工作电流I2＞参考电流Iref，所以工作电流I1产生的电压检测信号最大，工作电流I2产生的电压检测信号次之，而参考电流Iref产生的电压检测信号最小。此外，本发明的亮度控制方法在电压检测信号大于参考电压时，则要降低对应的控制信号的责任周期，以降低对应的发光模块的工作电流大小。因此，当电压检测信号越大，则其责任周期越小，使得参考电流Iref的责任周期Tref最大，工作电流I2的责任周期T2次之，工作电流I1的责任周期T1最小。

图5绘示为依照本发明另一实施例的一种亮度控制方法，适用于同步控制多个发光模块的亮度。请参照图5，本发明的亮度控制方法包含检测流经每一个发光模块的工作电流大小S501，并将电流型态的检测信号转换为电压型态的检测信号S505。此外，依据这些检测信号可以产生多个控制信号。

接着，将每一个电压检测信号分别与参考电压进行比较S507，并产生多个比较信号。本发明的亮度控制方法可以依据每一个比较信号，在固定对应的控制信号责任周期的情况下，分别调整每一个控制信号的频率。

当这些电压检测信号其中之一大于参考电压时，则会降低对应的控制信号的频率S510，以降低对应的发光模块的工作电流大小S513。反之，当这些检测信号其中之一小于参考电压时，则会增加对应的控制信号的频率S510，以增加对应的发光模块的工作电流大小S513。藉此，将每一个发光模块的工作电流调整至相同大小，使得显示画面上的每一点具有相同的亮度。

图6绘示为依照另一实施例的亮度控制方法调整后的工作电流。请参照图6，图6中包含流经两个发光模块的工作电流I1与I2以及参考电流Iref。其中，工作电流I1和工作电流I2具有相同的责任周期。由于电压检测信号与其对应的电流的大小为正比关系，且工作电流I1＞工作电流I2＞参考电流Iref，所以工作电流I1产生的电压检测信号最大，工作电流I2产生的电压检测信号次之，参考电流Iref产生的电压检测信号最小。此外，本发明的另一亮度控制方法在电压检测信号大于参考电压时，则会降低对应的控制信号的频率，以降低对应的发光模块的工作电流大小。因此，当电压检测信号越大，则其控制信号的频率越小，使得在Ta～Tb的时间内，工作电流I2所产生的频率会大于工作电流I1。

综上所述，本发明的背光装置，包括电源供应器、亮度控制电路以及多个发光模块。其中，亮度控制电路适用于同步控制多个发光模块的亮度，并且提供每一个发光模块相同的工作电流，使得显示画面上任一点的亮度都会相同。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种亮度控制电路，适于同步控制多个发光模块的亮度，而该亮度控制电路包括：

一检测单元，用以检测每一该些发光模块的工作电流大小，并产生多个检测信号；

一控制单元，耦接该检测单元，用以依据该些检测信号而产生多个控制信号；以及

一电流调整单元，配置于该些发光模块和该检测单元之间，并依据该些控制信号来调整各该些发光模块的电流大小。

2.如权利要求1所述的亮度控制电路，其特征在于，该检测单元包括多个电阻，分别耦接该些发光模块，用以将每一该些发光模块的工作电流转换成电压型态的检测信号给该控制单元。

3.如权利要求1所述的亮度控制电路，其特征在于，每一该些发光模块包括多个发光二极管，且每一发光二极管的阴极端都耦接至下一发光二极管的阳极端，而最后一个发光二极管的阴极端则透过该检测单元中对应的电阻接地。

4.如权利要求1所述的亮度控制电路，其特征在于，该控制单元包括：

一误差放大器模块，耦接该检测单元，用以将该些检测信号与一参考电压信号进行比较，并产生多个比较信号；

一电流补偿模块，耦接该误差放大器模块，用以依据该些比较信号而产生多个补偿控制信号；以及

一脉冲宽度调制器，耦接该电流补偿模块，用以依据该些比较信号而产生该些控制信号给该电流调整单元。

5.如权利要求4所述的亮度控制电路，其特征在于，该误差放大器模块包括多个误差放大器，分别接收该些检测信号与该参考电压信号，并分别输出对应的比较信号。

6.如权利要求1所述的亮度控制电路，其特征在于，该电流调整单元包括多个开关，分别配置于该些发光模块和该检测单元之间，而每一该些开关则依据该些控制信号其中之一来决定导通情况。

7.一种背光装置，包括：

多个发光模块；

8.如权利要求7所述的背光装置，其特征在于，该检测单元包括多个电阻，分别耦接该些发光模块，用以将流经每一该些发光模块的工作电流转换成电压型态的检测信号给该控制单元。

9.如权利要求8所述的背光装置，其特征在于，每一该些发光模块包括多个发光二极管，且每一发光二极管的阴极端都耦接至下一发光二极管的阳极端，而最后一个发光二极管的阴极端则透过该检测单元中对应的电阻接地。

10.如权利要求7所述的背光装置，其特征在于，该控制单元包括：

一脉冲宽度调制器，耦接该电流补偿模块，用以依据该些补偿控制信号而产生该些控制信号给该电流调整单元。

11.如权利要求10所述的背光装置，其特征在于，该误差放大器模块包括多个误差放大器，分别接收该些检测信号与该参考电压信号，并分别输出对应的比较信号。

12.如权利要求7所述的背光装置，其特征在于，该电流调整单元包括多个开关，分别配置于该些发光模块和该检测单元之间，而每一该些开关则依据该些控制信号其中之一来决定导通情况。

13.如权利要求7所述的背光装置，其特征在于，还包括一电源供应器，用以提供每一发光模块运行所需的电源。

14.一种亮度控制方法，适于同步控制多个发光模块的亮度，而该亮度控制方法包括：

检测流经每一该些发光模块的工作电流，并产生多个检测信号；以及

依据该些检测信号而产生多个控制信号，并依据每一控制信号来同步调整各该些发光模块的工作电流的大小。

15.如权利要求14所述的亮度控制方法，其特征在于，还包括将转换流经每一该些发光模块的工作电流为电压型态的检测信号。

16.如权利要求14所述的亮度控制方法，其特征在于，利用该控制信号来调整每一该些发光模块的工作电流的步骤，包括下列步骤：

将各该些检测信号与一参考电压信号进行比较，并产生多个比较信号；以及

依据该些比较信号，而在固定该些控制信号的频率下，分别调整每一该些控制信号的责任周期，以对应控制每一发光模块的工作电流的大小。

17.如权利要求16所述的亮度控制方法，其特征在于，调整每一该些发光模块的工作电流的步骤，还包括当该些检测信号其中之一大于该参考电压时，则降低对应的控制信号的责任周期，以降低对应的发光模块的工作电流大小。

18.如权利要求16所述的亮度控制方法，其特征在于，调整每一该些发光模块的工作电流的步骤，还包括当该些检测信号其中之一小于该参考电压时，则增加对应的控制信号的责任周期，以增加对应的发光模块的工作电流大小。

19.如权利要求14所述的亮度控制方法，其特征在于，利用该控制信号来调整每一该些发光模块的工作电流的步骤，包括下列步骤：

依据该些比较信号，而在固定该些控制信号的责任周期下，分别调整每一该些控制信号的频率，以对应控制每一发光模块的工作电流的大小。

20.如权利要求19所述的亮度控制方法，其特征在于，调整每一该些发光模块的工作电流的步骤，还包括当该些检测信号其中之一大于该参考电压时，则降低对应的控制信号的频率，以降低对应的发光模块的工作电流大小。

21.如权利要求19所述的亮度控制方法，其特征在于，调整每一该些发光模块的工作电流的步骤，还包括当该些检测信号其中之一小于该参考电压时，则增加对应的控制信号的频率，以增加对应的发光模块的工作电流大小。