專利名稱：發(fā)光二極管的發(fā)光控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光控制系統(tǒng)，特別涉及一種突 破了傳統(tǒng)技術(shù)中以一個模塊來控制多個LED的發(fā)光控制系統(tǒng)，該發(fā)光控制系 統(tǒng)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(fā)光控 制系統(tǒng)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(jù)所需的圖像信號的強度，根據(jù)二進制數(shù)字狀態(tài)來改變流入LED 的電流，從而控制LED的發(fā)光。因此，本發(fā)明提供了一種利用二進制數(shù)字狀 態(tài)來控制電流以精確地控制LED發(fā)光的發(fā)光控制系統(tǒng)。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(quán) 電:^危源(weight current source, WCS )。
背景技術(shù)：
目前，各種顏色的LED已經(jīng)被廣泛地用于照明設(shè)備并投入工業(yè)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(shè)備使用的都 是"發(fā)光二極管模組"。然而，使用發(fā)光二極管模組的缺點在于需要發(fā)光二極 管模組中的所有LED表現(xiàn)出一樣的特性例如相同的亮度、色彩飽和度和明亮 狀態(tài)。此外，所有的裝置設(shè)備向每個LED傳輸固定設(shè)計的電流量。本發(fā)明的 設(shè)計是為了解決每個LED都被輸入固定電流的缺點，且本發(fā)明以二進制數(shù)字 來控制流入各個LED的電流。另夕卜，本發(fā)明運用了基本電流源和加權(quán)電流源， 采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(tǒng)技術(shù)中的各種問題，本發(fā)明提出了一種LED 發(fā)光控制系統(tǒng)的實施例，來克服傳統(tǒng)技術(shù)的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對每個LED進行發(fā)光控制的發(fā)光控制系統(tǒng)， 從而取代傳統(tǒng)技術(shù)中以單個控制模塊來控制多個LED,該發(fā)光控制系統(tǒng)可以 改善傳統(tǒng)LED模塊的發(fā)光多樣性。
本發(fā)明一方面提供了 一種LED的發(fā)光控制系統(tǒng)，該發(fā)光控制系統(tǒng)包括多 個驅(qū)動控制基本單元，每個驅(qū)動控制基本單元分別控制對應的發(fā)光二極管中 的電流。
本發(fā)明的另 一方面提供了 一種LED的發(fā)光控制系統(tǒng)，該發(fā)光控制系統(tǒng)包 括多個驅(qū)動控制基本單元，其中，每個驅(qū)動控制基本單元分別連接不同的 發(fā)光二極管，所述多個驅(qū)動控制基本單元依次連接；主控制器，其中，只有 一個驅(qū)動控制基本單元連接到主控制器。
本發(fā)明的又一方面提供了 一種發(fā)光二極管的發(fā)光控制系統(tǒng)，該發(fā)光控制 系統(tǒng)包括多個驅(qū)動控制基本單元，分別控制流入每個發(fā)光二極管的電流， 其中，每個驅(qū)動控制基本單元包括至少一個復制電流模塊、至少一個校正數(shù) 據(jù)存儲器、至少一個圖像數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲器傳輸發(fā) 光二極管的校正數(shù)據(jù)，并向所述至少一個圖像數(shù)據(jù)存儲器傳輸圖像數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光控制系統(tǒng)，單個LED的電流由多個復制電流模塊來控 制，每個復制電流模塊通過二進制位(l或0)來表示電流的流入或不流入， 用N來表示RCM的數(shù)量。RCM的電流組合方式可以用 一個N位二進制數(shù)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(shù) 據(jù)和校正數(shù)據(jù)來確定每個LED所需的電流量，其中，圖像數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)用來表示LED被 確定為低于預定水平或高出預定水平。在制造LED時，在降低成本的同時必 須保持LED的水平。在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光控制系統(tǒng)中，可以忽略LED的制 造差異。圖像數(shù)據(jù)和校正數(shù)據(jù)(如果需要)被輸入到邏輯運算器中進行計算， 以確定每個LED的電流的二進制狀態(tài)。此外，通過基本電流源和加權(quán)電流源 對流入每個LED的發(fā)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(shè)定好的電流量，加權(quán)電流源可進一步 地調(diào)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復制電流模塊且縮小其尺寸。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的LED的背光模組的示意圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的LED的驅(qū)動控制單元的示意圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的使用基本驅(qū)動單元與LED的背光模組的發(fā)光 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的紅色、綠色和藍色LED的背光模組的發(fā)光控 制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖5是根據(jù)本發(fā)明的紅色、綠色、綠色和藍色LED的背光模組的發(fā)光控 制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖6是根據(jù)本發(fā)明的紅色、紅色、綠色、綠色、藍色和藍色LED的背光 模組的發(fā)光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的利用二進制數(shù)字來控制電流的驅(qū)動控制基本單 元的結(jié)構(gòu)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(qū)動控制基本單元 210:移位寄存器 212:數(shù)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(qū)動控制單元 710:校正數(shù)據(jù)存儲器 712:圖像數(shù)據(jù)存儲器 714:邏輯運算器 716: 二進制控制存儲器 718:鏡像電流源
7201、 7202、 7203、 720N:復制電流才莫塊 802:基本電流源
804:紅色加一又電流源
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的LED的背光模組的示意圖。在圖1中，LED
的發(fā)光控制系統(tǒng)包括主控制器5、 LED驅(qū)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(shù)字運算器，用于計算和輸
出圖像數(shù)據(jù)，以向驅(qū)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(qū)動控制基本單元單相連接，且LED驅(qū)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(jié)構(gòu)。主控制器5傳輸所有的 圖像信號和控制信號，并將上述信號直接傳輸?shù)阶钋懊娴?lead)驅(qū)動控制基本 單元(即第一個LED驅(qū)動控制基本單元)，接著，第一個LED驅(qū)動控制基本 單元將相同信號傳輸?shù)降诙€LED驅(qū)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?shù)脚c第一個LED驅(qū)動控制基本單元連接的第二 個LED驅(qū)動控制基本單元，并以相同的方式繼續(xù)向其它LED驅(qū)動控制基本單 元傳輸。因此，信號從第一個LED驅(qū)動控制基本單元被依次傳輸?shù)降诙?、?三、第四至最后一個LED驅(qū)動控制基本單元MON,由此，如同掃描般完成對 所有LED驅(qū)動控制基本單元輸入數(shù)據(jù)的過程。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動控制基本單元的示意圖。在圖2中，驅(qū)動 控制基本單元包括移位寄存器210。移位寄存器包括數(shù)字接收單元212、重置 模塊214以及頻率控制模塊216。當發(fā)光控制系統(tǒng)開始初始化時，重置信號 會將所有驅(qū)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(chǎn)生頻率 時，主控制器產(chǎn)生初始掃描信號以啟動數(shù)據(jù)掃描程序。此時，掃描信號到達第 一個LED驅(qū)動控制基本單元，移位寄存器將存儲第 一個LED所需的發(fā)光數(shù)據(jù)， 直到同一幀圖像中最后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶詈笠粋€LED驅(qū)動控制基本單元為止。 每個LED的對應的移位寄存器將儲存并保持該LED所需的發(fā)光數(shù)據(jù)，直到下 一個掃描程序開始為止，而圖像將被立即傳輸?shù)降谝粋€LED至最后一個LED。 當"掃描信號"到達時，與下一個圖像對應的數(shù)據(jù)和移位寄存器將開始工作。 換言之，當改變發(fā)光控制時，每個LED的發(fā)光狀態(tài)保持不變直到下一個圖像 信號到達為止。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另 一實施例的使用驅(qū)動控制基本單元和LED的背光模 組的發(fā)光控制系統(tǒng)的示意圖，其中，LED驅(qū)動控制基本單元的結(jié)構(gòu)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(fā)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(jié)構(gòu)來展現(xiàn)tlj多樣化的彩色發(fā)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(fā)光的多樣性可通過改變LED的排 列結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。應該清楚的是，上述的排列方式是示例性的，本發(fā)明并不限于 此，其它顏色的發(fā)光控制排列也落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的利用二進制數(shù)字來控制電流的驅(qū)動控制基本單 元的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖7中，每個LED與對應的LED驅(qū)動控制基本單元 連接，其中，驅(qū)動控制基本單元包括至少一個校正數(shù)據(jù)存儲器710、至少一 個圖像數(shù)據(jù)存儲器712、至少一個邏輯運算器714、至少一個二進制控制存儲 器716、至少一個鏡像電流源718以及多個復制電流才莫塊(Replica Current Module, RCM)7201、 7202、 7203、…720n。
當需要發(fā)光二極管的發(fā)光數(shù)據(jù)時，主控制器向至少一個校正數(shù)據(jù)存儲器傳 輸校正數(shù)據(jù)信號，校正數(shù)據(jù)信號將控制補償次級發(fā)光二極管的發(fā)光所需的亮 度，主控制器向至少一組圖像數(shù)據(jù)存儲器傳輸圖像數(shù)據(jù)，以提供所需的發(fā)光強 度的數(shù)據(jù)。邏輯運算器對校正數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)進行邏輯運算，利用預先設(shè)置的 邏輯式，得到與LED的亮度和飽和度對應的N位二進制數(shù)據(jù)，其中，N為復 制電流模塊(RCM)的數(shù)量，每一個數(shù)字位(l或O)表示電流流入或不流入復 制電流模塊。存在N個復制電流模塊，電流狀態(tài)對應地存在2W+1種，換言之， 流入發(fā)光二極管的電流量可以以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(fā)光二極管的驅(qū)動單元輸入兩 個電流源，即基本電流源(BCS)802和加權(quán)電流源(WCS)804。基本電流源(BCS) 用于向發(fā)光二極管提供預先設(shè)定好的恒定電流，換言之，用于調(diào)整發(fā)光二極 管的發(fā)光控制，而加權(quán)電流源(WCS)根據(jù)圖像來進一步調(diào)整電流量?？刂齐?流量可以縮小裝置設(shè)備的空間尺寸并降低復制電流模塊的制作成本，即實現(xiàn) 圖7中的實施例所要達到的效果。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應該理解，這些實施例是示例性的，在不脫離如權(quán)利要
求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在本發(fā)明中做出各種形式和細 節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光二極管的發(fā)光控制系統(tǒng)，包括多個驅(qū)動控制基本單元，分別控制流入每個發(fā)光二極管中的電流。
2、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，還包括主控制器，其中，多個驅(qū) 動控制基本單元順次連接，且只有一個驅(qū)動控制基本單元與主控制器連接并 接收從主控制器傳輸?shù)膱D像信號，隨后所述信號被以掃描的形式順序地傳輸 到其余的驅(qū)動控制基本單元。
3、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，多個發(fā)光二極管選自于由 紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管組成的組，所述驅(qū)動控 制基本單元包括存儲對應的發(fā)光二極管的發(fā)光數(shù)據(jù)的移位寄存器，并控制所 述發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，所述發(fā)光數(shù)據(jù)被一直存儲在移位寄存器中，直到 驅(qū)動控制基本單元接收到另 一 圖像信號為止。
4、 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，每個驅(qū)動控制基本單元包 括至少一個復制電流模塊、至少一個校正數(shù)據(jù)存儲器、至少一個圖像數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲器傳輸發(fā)光二極管的校正數(shù)據(jù)，并向所述 至少 一個圖像數(shù)據(jù)存儲器傳輸圖像數(shù)據(jù)。
5、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個邏輯運算器 根據(jù)預設(shè)的邏輯式對所述校正數(shù)據(jù)和所述圖像數(shù)據(jù)進行計算，以產(chǎn)生一個N 位的二進制數(shù)，其中，N為所述復制電流模塊的數(shù)量。
6、 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，所述二進制數(shù)的每一位表 示電流流入或不流入發(fā)光二極管。
7、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，通過所述驅(qū)動控制基本單 元來控制流入發(fā)光二極管的電流量。
8、 一種發(fā)光二極管的發(fā)光控制系統(tǒng)，包括多個驅(qū)動控制基本單元，其中，每個驅(qū)動控制基本單元分別連接不同的 發(fā)光二極管，所述多個驅(qū)動控制基本單元依次連接；主控制器，其中，只有一個驅(qū)動控制基本單元連接到主控制器。
9、 如權(quán)利要求8所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，由驅(qū)動控制基本單元控制 流入與之連接的發(fā)光二極管的電流，且主控制器將圖像信號傳輸?shù)脚c之連接 的驅(qū)動控制基本單元，且隨后所述圖像信號被以掃描的形式傳輸?shù)狡溆嗟尿?qū) 動控制基本單元。
10、 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，每個驅(qū)動控制基本單元 包括至少一個復制電流模塊、至少一個校正數(shù)據(jù)存儲器、至少一個圖像數(shù)據(jù) 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(shù)據(jù)存儲器傳輸發(fā)光二極管的校正數(shù)據(jù)，并向所 述至少 一個圖像數(shù)據(jù)存儲器傳輸圖像數(shù)據(jù)。
11、 如權(quán)利要求IO所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，多個發(fā)光二極管選自于 由紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管組成的組，所述驅(qū)動 控制基本單元包括存儲對應的發(fā)光二極管的發(fā)光數(shù)據(jù)的移位寄存器，并控制 所述發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，所述發(fā)光數(shù)據(jù)被一直存儲在移位寄存器中，直 到驅(qū)動控制基本單元接收到與另 一圖像信息為止。
12、 如權(quán)利要求11所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個邏輯運算 器根據(jù)預設(shè)的邏輯式對所述校正數(shù)據(jù)和所述圖像數(shù)據(jù)進行計算，以產(chǎn)生一個 N位的二進制數(shù)，其中，N為所述復制電流模塊的數(shù)量。
13、 如權(quán)利要求12所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，所述二進制數(shù)的每一位 表示電流流入或不流入發(fā)光二極管。
14、 如權(quán)利要求11所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，通過所述驅(qū)動控制基本 單元來控制流入發(fā)光二極管的預定電流。
15、 一種發(fā)光二極管的發(fā)光控制系統(tǒng)，包括多個驅(qū)動控制基本單元，分別控制流入每個發(fā)光二極管的電流， 其中，每個驅(qū)動控制基本單元包括至少一個復制電流模塊、至少一個校 正數(shù)據(jù)存儲器、至少一個圖像數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲器傳 輸發(fā)光二極管的校正數(shù)據(jù)，并向所述至少一個圖像數(shù)據(jù)存儲器傳輸圖像數(shù)據(jù)。
16、 如權(quán)利要求15所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個邏輯運算 器根據(jù)預設(shè)的邏輯式對所述校正數(shù)據(jù)和所述圖像數(shù)據(jù)進行計算，以產(chǎn)生一個 N位的二進制數(shù)，其中，N為所述復制電流模塊的數(shù)量。
17、 如權(quán)利要求16所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，所述二進制數(shù)的每一位 表示電流流入或不流入發(fā)光二極管。
18、 如權(quán)利要求15所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，通過所述驅(qū)動控制基本單元來控制流入發(fā)光二極管的電流量。
19、如權(quán)利要求15所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，還包括主控制器，其中，多個 驅(qū)動控制基本單元順次連接，且只有一個驅(qū)動控制基本單元與主控制器連接 并接收從主控制器傳輸?shù)膱D像信號，隨后所述信號被以掃描的形式順序地傳 輸?shù)狡溆嗟尿?qū)動控制基本單元，多個發(fā)光二極管選自于由紅色發(fā)光二極管、 綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管組成的組，所述驅(qū)動控制基本單元包括存 儲對應的發(fā)光二極管的發(fā)光數(shù)據(jù)的移位寄存器，并控制所述發(fā)光二極管的發(fā) 光狀態(tài)，所述發(fā)光數(shù)據(jù)被一直存儲在移位寄存器中，直到驅(qū)動控制基本單元 接收到另一圖像信號為止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管的發(fā)光控制系統(tǒng)，該發(fā)光控制系統(tǒng)包括多個驅(qū)動控制基本單元，其中，每個驅(qū)動控制基本單元分別控制流入與之連接的發(fā)光二極管的電流。該發(fā)光控制系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)技術(shù)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(fā)光控制系統(tǒng)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(jù)所需的圖像信號的強度，利用二進制數(shù)字狀態(tài)來改變流入LED的電流，從而驅(qū)動LED發(fā)光。因此，該發(fā)光控制系統(tǒng)是一種利用二進制數(shù)字狀態(tài)來控制電流以精確控制發(fā)光的控制系統(tǒng)。此外，可以利用基本電流源和加權(quán)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(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者鐘昶光, 黃新江 申請人:昊昱科技股份有限公司