CN108934100A - 多任务驱动调光的发光模块及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种多任务驱动调光的发光模块及方法，其中该发光二极管驱动芯片电性连接于该多个发光二极管群组，并由一脉宽调变生成器及一微控制器分别电性连接于该发光二极管驱动芯片，且一选择器电性连接于该微控制器与该多个发光二极管群组，便可通过该发光二极管驱动芯片根据该脉宽调变生成器的脉宽调变设定值分别控制该多个发光二极管群组的亮度，该发光二极管驱动芯片根据该微控制器的驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间分别控制该多个发光二极管群组依序的发光，该选择器根据该微控制器的控制切换设定值分别控制该多个发光二极管群组形成人眼不会发现闪烁的发光频率，达到单颗发光二极管驱动芯片多任务驱动调光的目的。

Description

多任务驱动调光的发光模块及方法

技术领域

本发明是提供一种多任务驱动调光的发光模块及方法，尤指可利用微控制器控制发光二极管驱动芯片以频率扫描方式在不同的时间输出脉宽调变设定值，以及选择器来分别控制多个发光二极管群组形成人眼不会发现闪烁的发光频率。

背景技术

现今电子科技与信息产业的快速发展，使各种电子产品皆朝向轻、薄、短、小且功能强大的趋势发展，如计算机、笔记本电脑、行动上网装置(MID)、智能型手机、平板计算机等，已成为现代人在日常生活或工作上所不可或缺的电子产品，而用户与电子产品之间大多是使用鼠标、键盘等输入设备来沟通，其中又以键盘最为方便作文字、数字或指令的输入操作，并提升实用的功能。

再者，为了在光线不足的环境下能使人眼清楚的看到每个按键上的符号，便有业者在键盘中导入导光板及光源技术，并发展出具背光模块的发光键盘，使背光模块所产生的光线可投射到每个键帽的背面处形成背光效果，让使用者可看清楚键帽上的字符符号，以方便操作使用，而目前市面上的发光键盘包括有背光模块及按键模块，其中该背光模块为具有一导光板，并于导光板一侧处设有光源，且光源的发光二极管为面向导光板投射出光线使导光板均匀的发光，又导光板下表面设有可将导光板下表面所射出光线反射回导光板上的反光片，并于导光板上表面设有对应于按键模块处的遮光片，便可将导光板导引射出的光线穿过遮光片的透光部后，再入射至按键模块对应的键帽上形成背光。

由于键盘的设计在有限的空间下将愈来愈趋向于薄型化，使键盘内部空间亦趋于窄小，此种背光模块的总厚度为导光板加上发光单元及反光片的堆栈厚度，造成整体厚度将会受到本身结构上的限制而无法更加有效降低，因此便有业者研发出将多个LED晶粒利用印刷工艺的方式制作在导电层表面上，并经固化后使其电性连接于导电层上形成一发光主要构层，便可将该发光层设置于按键模块的底板与键帽之间，以此层状结构设计不但可省略导光板及反光片堆栈的厚度，并使总厚度相对减少，以简化整体结构及降低制造的成本。

而随着键盘背光显示的性能需求日益提高而推动用于LED的驱动电路不断发展，使其逐渐集成到集成电路中，并应用于键盘背光显示的发光模块上，即可通过发光模块来控制键盘背光的亮度，该发光模块包含多个LED及控制电路，并于控制电路包含一电源、一驱动芯片及一脉宽调变生成器，该驱动芯片连接在电源与多个LED之间，该脉宽调变生成器连接在电源与驱动芯片之间用以产生一脉宽调变信号，便可用于控制驱动芯片以调整LED的亮度，惟该发光模块的多个LED是分别对应键帽的位置，并于键盘的实际应用中，为了能提供LED电流的均一性与稳定性，以及对于输入电压变化作出快速反应，一般需要利用四颗驱动芯片根据脉宽调变信号提供四个通道的电流来驱动多个LED，才能够调整LED的亮度使其保持稳定，进而提高键盘背光的效率，此种控制电路利用四颗驱动芯片，不但会影响电路板上的电路布局与复杂度，并占用一定的体积使整体空间运用受到限制的外，亦会造成多颗驱动芯片制造与设置的成本增加，且该多颗驱动芯片对于多个LED的亮度控制变得复杂，本身也消耗了控制电路较大的功率，则有待从事于此行业者重新设计来加以有效的改善。

发明内容

故，发明人有鉴于上述现有的问题与缺点，乃搜集相关资料经由多方的评估及考虑，并利用从事于此行业的多年研发经验不断的试作与修改，始有此种多任务驱动调光的发光模块及方法发明专利诞生。

本发明的主要目的乃在于可利用发光二极管驱动芯片根据该脉宽调变生成器产生的脉宽调变设定值分别控制该多个发光二极管群组的亮度，并根据该微控制器产生的驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间分别控制该多个发光二极管群组依序发光，再由选择器根据该微控制器产生的控制切换设定值分别控制该多个发光二极管群组形成人眼不会发现闪烁的发光频率，并提供一致的亮度输出，此种发光模块的多任务驱动控制电路只需利用单颗发光二极管驱动芯片达到多任务驱动调光的目的，因此可简化整体电路布局与复杂度，并节省多颗发光二极管驱动芯片占用的体积以提高空间运用的弹性及可减少制造与设置的成本，也可降低本身所消耗的功率。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1为本发明发光模块的多任务驱动控制电路的方块图。

图2为本发明发光模块多任务驱动调光的方法的步骤流程图。

具体实施方式

请参阅图1所示，是为本发明发光模块的多任务驱动控制电路的方块图，由图中可清楚看出，本发明的多任务驱动调光的发光模块包含多个发光二极管群组1、一发光二极管驱动芯片2、一脉宽调变生成器3、一微控制器4及一选择器5，其中：

该发光二极管群组1包含六组各有四颗并联而数量为二十四颗的发光二极管11，而本发明发光模块的多任务驱动控制电路在本实施例中为具有四个发光二极管群组1，该四个发光二极管群组1包含二十四组各有四颗并联而数量为九十六颗的发光二极管11，但于实际应用时，并不以此为限，亦可依所述发光二极管11分别对应可调校式键盘的键帽位置而适度变更设置的数量。

该发光二极管驱动芯片2的多个接脚是电性连接于该多个发光二极管群组1。

该脉宽调变(Pluse Width Modulation，简称为PWM)生成器3的多个接脚是电性连接于该发光二极管驱动芯片2，用以产生一脉宽调变设定值，使该发光二极管驱动芯片2可根据该脉宽调变设定值控制每一通道输出至该多个发光二极管群组1的脉宽调变信号百分比，并由脉宽调变信号以时序开或关的重复脉冲序列分别控制电流通过该多个发光二极管群组1产生的亮度。

该微控制器4的多个接脚是电性连接于该发光二极管驱动芯片2，以及可调校式键盘所提供的电源或预设电源等，用以产生一驱动设定值及一控制切换设定值，使该发光二极管驱动芯片2可根据该驱动设定值在不同的时间控制该多个发光二极管群组1发光。

该选择器5包含至少四个晶体管开关51，该晶体管开关51是场效晶体管(FieldEffect Transistor，简称为FET)或双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor，简称为BJT)，其中该场效晶体管可分为绝缘型的金属氧化半导体场效晶体管(Metal OxideSemiconductor FET，简称为MOSFET；又可分为增强型与空乏型)，以及接面型的接面场效晶体管(Junction FET，简称为JFET)，而双极性接面晶体管可分为NPN晶体管与PNP晶体管，在本实施例中该晶体管开关51是一NPN晶体管，并由该NPN晶体管输入端的基极(B)与共接端的集极(C)分别电性连接于该微控制器4的多个频率扫描信号接脚与一电源接脚，以及输出端的射极(E)分别电性连接于该多个发光二极管群组1的阳极，使该选择器5通过微控制器4提供包含Vcc的输入电压，并根据该控制切换设定值控制多个晶体管开关51的导通及截止。

本发明的多任务驱动调光的发光模块可以应用的电子装置包含但不限于笔记本电脑、可拆卸的键盘或桌面计算机使用的键盘等，当用户向下按压于键盘的键帽时，键帽便会下压弹性元件以触发电路板上对应的开关形成电性导通，并由发光模块的多任务驱动控制电路分别控制多个发光二极管群组1面向该键帽投射出光线形成背光，从而可实现键盘发光的功能。

而多任务驱动控制电路于实际操作的过程中，可由该发光二极管驱动芯片2根据该脉宽调变生成器3产生一脉宽调变设定值分别控制每一通道输出至该多个发光二极管群组1的脉宽调变信号百分比，并由脉宽调变信号以时序开或关的重复脉冲序列分别控制电流通过该多个发光二极管群组1产生的亮度，使每一发光二极管群组1的多颗发光二极管11发光的亮度是可以被控制的，以提供一致的亮度输出，同时该微控制器4便会产生一驱动设定值及一控制切换设定值，使该发光二极管驱动芯片2根据该驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间分别控制该多个发光二极管群组1依序的发光，再由该选择器5可根据该控制切换设定值控制多个晶体管开关51的导通及截止，使微控制器4所提供包含Vcc的输入电压可通过该多个晶体管开关51分别切换输出至该多个发光二极管群组1，以控制该多个发光二极管群组1发光的频率形成人眼视觉暂留现象不会发现的闪烁，进而达到单颗发光二极管驱动芯片2多任务驱动调光的目的，并提供一致的亮度输出。

在本实施例中，上述发光模块的多任务驱动控制电路只需利用单颗发光二极管驱动芯片2，便可根据该脉宽调变生成器3的一脉宽调变设定值，以及微控制器4的一驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间输出脉宽调变信号控制该多个发光二极管群组1的亮度，并由该选择器5根据该微控制器4的一控制切换设定值分别开关该多个发光二极管群组1形成人眼不会发现闪烁的发光频率，因此该单颗发光二极管驱动芯片2可简化整体的电路布局与复杂度，并节省占用的体积以提高空间运用的弹性，且可倍数减少多颗发光二极管驱动芯片2制造与设置的成本，使得发光二极管群组1的亮度控制更加容易，也可降低多任务驱动控制电路本身所消耗的功率，更具实用性的效果。

请搭配参阅图2所示，是为本发明发光模块多任务驱动调光的方法的步骤流程图，由图中可清楚看出，其中应用该方法的一发光模块包含多个发光二极管群组1、一发光二极管驱动芯片2、一脉宽调变生成器3、一微控制器4及一选择器5，该方法包含下列步骤：

(601)该脉宽调变生成器3具有一脉宽调变设定值，并将该脉宽调变设定值写入该发光二极管驱动芯片2。

(602)该发光二极管驱动芯片2根据该脉宽调变设定值分别控制该多个发光二极管群组1的亮度。

(603)该微控制器4具有一驱动设定值及一控制切换设定值，并由该发光二极管驱动芯片2根据该驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间分别控制该多个发光二极管群组1依序发光。

(604)该选择器5根据该控制切换设定值分别控制该多个发光二极管群组1发光的频率。

在本实施例中，该发光二极管驱动芯片2是电性连接于该多个发光二极管群组1，并由该脉宽调变生成器3电性连接于该发光二极管驱动芯片2以产生一脉宽调变设定值，且该微控制器4电性连接于该发光二极管驱动芯片2提供默认电源的一电流值，使该发光二极管驱动芯片2可根据该脉宽调变设定值分别控制电流通过该多个发光二极管群组1产生的亮度，该微控制器4可产生一驱动设定值及一控制切换设定值，并由该发光二极管驱动芯片2根据该驱动设定值在不同的时间控制该多个发光二极管群组1依序发光，再由该选择器5根据该控制切换设定值以控制控制其多个晶体管开关51的导通及截止，进而驱动该多个发光二极管群组1形成人眼不会发现闪烁的发光频率。

是以，本发明主要针对发光二极管驱动芯片2可根据该脉宽调变生成器3产生的脉宽调变设定值分别控制该多个发光二极管群组1的亮度，并根据该微控制器4产生的驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间分别控制该多个发光二极管群组1依序发光，再由选择器5根据该微控制器4产生的控制切换设定值分别控制该多个发光二极管群组1形成人眼不会发现闪烁的发光频率，只需利用单颗发光二极管驱动芯片2即可达到多任务驱动调光的目的，以简化整体电路布局与复杂度，并节省多颗发光二极管驱动芯片2制造与设置的成本。

上述详细说明为针对本发明一种较佳的可行实施例说明而已，惟该实施例并非用以限定本发明的申请专利范围，凡其他未脱离本发明所揭示的技术精神下所完成的均等变化与修饰变更，均应包含于本发明所涵盖的专利范围中。

综上所述，本发明上述的多任务驱动调光的发光模块及方法使用时为确实能达到其功效及目的，故本发明诚为一实用性优异的发明，实符合发明专利的申请要件，故依法提出申请。

Claims (8)

1.一种多任务驱动调光的发光模块，包含：

多个发光二极管群组；

一发光二极管驱动芯片电性连接于该多个发光二极管群组；

一脉宽调变生成器电性连接于该发光二极管驱动芯片，用以产生一脉宽调变设定值，该发光二极管驱动芯片是根据该脉宽调变设定值分别控制该多个发光二极管群组的亮度；

一微控制器电性连接于该发光二极管驱动芯片，用以产生一驱动设定值及一控制切换设定值，该发光二极管驱动芯片是根据该驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间分别控制该多个发光二极管群组依序发光；

一选择器电性连接于该微控制器与该多个发光二极管群组，该选择器根据该控制切换设定值分别控制该多个发光二极管群组发光的频率。

2.如权利要求1所述的多任务驱动调光的发光模块，其中该发光二极管群组包含六组各有四颗并联的发光二极管。

3.如权利要求1所述的多任务驱动调光的发光模块，其中该选择器包含至少四个晶体管开关，该晶体管开关分别电性连接于该微控制器与该多个发光二极管群组。

4.如权利要求3所述的多任务驱动调光的发光模块，其中该晶体管开关是场效晶体管。

5.如权利要求3所述的多任务驱动调光的发光模块，其中该晶体管开关是双极性接面晶体管。

6.一种多任务驱动调光的方法，其中应用该方法的一发光模块包含多个发光二极管群组、一发光二极管驱动芯片、一脉宽调变生成器、一微控制器及一选择器，该方法包含下列步骤：

(a)该脉宽调变生成器具有一脉宽调变设定值，并将该脉宽调变设定值写入该发光二极管驱动芯片；

(b)该发光二极管驱动芯片根据该脉宽调变设定值分别控制该多个发光二极管群组的亮度；

(c)该微控制器具有一驱动设定值及一控制切换设定值，并由该发光二极管驱动芯片根据该驱动设定值以频率扫描方式在不同的时间分别控制该多个发光二极管群组依序发光；

(d)该选择器根据该控制切换设定值分别控制该多个发光二极管群组发光的频率。

7.如权利要求6所述的多任务驱动调光的方法，其中该微控制器是电性连接于该发光二极管驱动芯片并提供一电流值，该步骤(b)的该发光二极管驱动芯片是根据该脉宽调变设定值以分别控制电流通过该多个发光二极管群组产生的亮度。

8.如权利要求6所述的多任务驱动调光的方法，其中该步骤(d)的该选择器包含至少四个晶体管开关，并由该选择器根据该控制切换设定值控制该多个晶体管开关的导通及截止，以控制该多个发光二极管群组形成人眼不会发现闪烁的发光频率。