CN100388060C - 光学系统 - Google Patents

Abstract

一种光学系统，包括一基板，具有至少两个校正区域；多个设置于基板上的光源；一光学转换器；至少两条光纤传输线，每一光纤传输线的一端位于每一校正区域内，另一端则与光学转换器电连接；一传感器，与光学转换器电连接；一控制组件，与传感器电连接；和一驱动模块，与校正区域以及控制组件连接。光学转换器启动后，每一校正区域的光学数据通过对应的光纤传输线传送至传感器再输出至控制组件。控制组件处理光学数据后传送一校正信号至驱动模块以校正该多个光源。

Description

光学系统

技术领域

本发明有关于一种光学系统与改善其光学性质的方法，且特别是关于一种可使光学系统的光学性质如亮度和色度达到均匀化的改善方法。

背景技术

一般显示面板的光学系统例如背光模块，特别是采用发光二极管(lightemitting diode；LED)作为光源的背光模块，容易受到发光二极管因制造工艺影响所造成的个别差异，而发生亮度或颜色不均匀的现象。虽然目前的光学系统已经利用颜色闭环控制系统来维持色度，但是仍然无法解决亮度或颜色不均匀的问题。

请参照图1，其表示一种传统光学系统的示意图。传统的光学系统1中，将所有的发光二极管(包括红光、绿光和蓝光二极管)区分为多个发光二极管列(LED strip)，且每一发光二极管列由一个驱动组件驱动，以点亮或关断该列的发光二极管；而所有的驱动组件则与一控制组件电连接。如图1所示，第一驱动组件111与第一列发光二极管101电连接，第二驱动组件112则与第二列发光二极管102电连接，而所有的驱动组件则由控制组件130控制。传统的颜色闭环控制系统则是在光学系统1安装一个颜色传感器(col orsensor)140，以调整发光二极管点亮之后的色度，安装的位置例如是在所有发光二极管的中央，且颜色传感器140并与控制组件130电连接。当颜色传感器140接收到发光二极管的颜色后，会发出一信号至控制组件130。控制组件130在计算出混光后的色度坐标后，若与标准色度值有所偏差，则将发出信号至驱动组件以调整色度。

在制造过程中，每个发光二极管多少会因个别差异而有颜色略为不同的偏差，如有点偏红或有点偏蓝，使应用的显示面板在发光后发生亮度或颜色不均匀的现象。而应用如图1所示的传统调整色度的方法，仅仅可调整靠近颜色传感器140的发光二极管区域在混光后接近标准色度(i.e.白光)，而对于与颜色传感器140距离太远的发光二极管区域而言，仍然无法被有效的调整色度。因此对整个显示面板而言，仍有部份区域有色偏现象(例如有的部分偏红光，有些部分偏蓝光)，故光学系统1整体的色度均匀性仍然不佳；同样，亦无法使用如图1所示的调整方法来达到光学系统1整体的亮度均匀性。若是欲在显示面板摆放多个颜色传感器来解决色度或亮度不均的问题，将使生产成本大幅提高，并不适用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种光学系统与改善其光学性质的方法，在制造成本和光学系统空间的考虑下，达到光学性质如亮度和色度均匀化的目的。

根据本发明的目的，提出一种光学系统，包括一基板，具有至少两个校正区域；多个光源，设置于基板上；一光学转换器(optical switch)；至少两条光纤传输线，每一光纤传输线的一端位于每一校正区域内，且每一光纤传输线的另一端与光学转换器电连接；一传感器(sensor)，与光学转换器电连接；一控制组件(controller)，与传感器电连接；和一驱动模块，与校正区域以及控制组件连接。

根据本发明的目的，提出一种改善光学系统的光学性质的方法，其中光学系统具有一基板及位于基板上的多个光源。改善方法包括：

将基板区分为至少两个校正区域；

提供一光学转换器(optical switch)、一传感器(sensor)、一控制组件(controller)和一驱动模块，其中驱动模块用以驱动每一校正区域内的所有光源，传感器分别与光学转换器和控制组件电连接，且控制组件与驱动模块电连接；

设置多光纤传输线使得每一光纤传输线的一端对应位于基板上的每一校正区域中，每一光纤传输线的另一端与光学转换器电连接；

启动光学转换器，每一校正区域的一光学数据通过对应的光纤传输线传送至传感器，再由传感器输出至控制组件；以及

控制组件处理光学数据后传送一校正信号至驱动模块，以校正该多个光源。

为让本发明的上述目的、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，详细说明如下。

附图说明

图1表示一种传统光学系统的示意图。

图2，其表示依照本发明一实施例的光学系统的示意图。

图3为依照本发明的改善光学系统的光学性质的方法流程图。

附图标号说明

1、2：光学系统

20：基板

101：第一列发光二极管

102：第二列发光二极管

111、211：第一驱动组件

112、212：第二驱动组件

213：第三驱动组件

214：第四驱动组件

130、230：控制组件

140、240：颜色传感器

220：光学转换器

201：第一校正区域

202：第二校正区域

203：第三校正区域

204：第四校正区域

221：第一光纤传输线

222：第二光纤传输线

223：第三光纤传输线

224：第四光纤传输线

具体实施方式

本发明提出一种光学系统与改善其光学性质的方法，利用多条光纤传输线和一光学转换器(optical switch)，以对光学系统中的颜色进行分区校正和补偿，使光学系统的光学性质如亮度和色度均匀化。以下以一实施例进行本发明的详细说明，然而，该实施例并不会限缩本发明欲保护的范围。另外，图标中省略不必要的组件，以清楚显示本发明的技术特点。

请参照图2，其表示依照本发明一实施例的光学系统的示意图。在此实施例中，将光学系统中的所有光源，例如红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)等发光二极管，区分成四个校正区域，然而本发明并不限于此。校正区域的数目至少两个，而每一个校正区域内所包含的发光二极管数目可相同或不同。

如图2所示，光学系统2主要包括一基板20，基板20举例可为一金属底板，设置于基板20上的多个光源(未标示)，一光学转换器(optical switch)220，多条光纤传输线221-224，一颜色传感器(color sensor)240，一控制组件(controller)230和由多个驱动组件211-214所组成的一驱动模块。

其中，基板20上具有四个校正区域201-204，分别为第一校正区域201、第二校正区域202、第三校正区域203、第四校正区域204。设置于基板20上的光源例如是发出红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)的发光二极管。每一个校正区域内的光源组成一光源组(未标示)，例如第一校正区域201内具有一第一光源组；同样，第二校正区域202、第三校正区域203和第四校正区域204分别具有第二、三、四光源组。值得注意的是，不同校正区域内的光源组可包含相等或不等的光源数目，也就是说校正区域的范围可以相等或不等大小，颜色选择也不局限。

每一个校正区域内的光源由一或多个驱动组件(为光学系统中的驱动模块)所驱动，在此实施例中以一个驱动组件驱动一个校正区域。如图2所示，第一校正区域201与第一驱动组件211电连接，以点亮第一校正区域201内的光源；同样，第二校正区域202、第三校正区域203和第四校正区域204分别与第二驱动组件212、第三驱动组件213和第四驱动组件214电连接。值得注意的是，不同校正区域的光源由不同的驱动组件驱动。

而第一驱动组件211、第二驱动组件212、第三驱动组件213和第四驱动组件214则与控制组件230电连接。控制组件230类似中央处理器，可处理数据并分别送出信号至各个驱动组件。

光学系统2中更包括多条光纤传输线，每一该光纤传输线的一端位于每一校正区域内，且每一光纤传输线的另一端与一光学转换器220电连接。光学转换器220并与一颜色传感器240电连接，颜色传感器240则与控制组件230电连接。光学转换器220具有开关的功能，可以选择让某一条光纤对应的校正区域内的光学数据通过，将对应的校正区域内的光学数据传送至颜色传感器240，再输送至控制组件230进行运算和处理。

在此实施例中，在第一校正区域201设置第一光纤传输线221，且第一光纤传输线221的另一端与光学转换器220电连接；第一校正区域201的一第一光学数据可经由第一光纤传输线221传送至颜色传感器240，再由颜色传感器240输出至控制组件230。同样，在第二校正区域202、第三校正区域203和第四校正区域204分别设置第二光纤传输线222、第三光纤传输线223和第四光纤传输线224，且该多个光纤传输线的另一端与光学转换器220电连接；第二光纤传输线222、第三光纤传输线223和第四光纤传输线224亦可通过光学转换器220分别传送第二校正区域201的一第二光学数据、第三校正区域203的一第三光学数据和第四校正区域204的一第四光学数据至颜色传感器240，再由颜色传感器240输出至控制组件230。

根据图2表示的光学系统2，其中一种可进行的校正方法步骤如下。首先，控制组件230发出信号至第一驱动组件211、第二驱动组件212、第三驱动组件213和第四驱动组件214(第一驱动组件211、第二驱动组件212、第三驱动组件213和第四驱动组件214可集成为一驱动模块)，使第一校正区域201、第二校正区域202、第三校正区域203和第四校正区域204内的所有光源点亮。其中，控制组件230内具有预先设定的标准值(包括颜色和亮度标准值)。接着，启动光学转换器220，使每一校正区域(201、202、203、204)的一光学数据分别通过对应的光纤传输线(221、222、223、224)传送至颜色传感器240，再由颜色传感器240输出至控制组件230。然后，控制组件230根据收到的光学数据进行计算和处理，再与预先设定的标准值比对后，传送校正信号至驱动模块，以达到补偿颜色或亮度的目的。例如，经过控制组件230计算所收到的光学数据后，发现第一校正区域201的颜色偏黄，则控制组件230可发出第一校正信号(如增加或减少电流)至第一驱动组件211，以调整第一光源组的光源色度，使的接近标准值。而其它各校正区域可同样地完成色度或亮度的校正。

虽然上述实施例的光学系统2以四个校正区域201-204进行说明，然而具有通常知识者当可理解：本发明的校正区域数目至少两个但不特别限制。校正区域的数目越多，校正后所达到色度或亮度均匀化的效果愈佳，但成本也相对增加。因此校正区域的数目应依照实际应用状况进行适当的选择。图3为依照本发明的改善光学系统的光学性质的方法流程图。光学系统具有一基板及位于基板上的多个光源。如步骤301所示，先将基板区分为至少两个校正区域。接着，于光学系统中设置一光学转换器(optical switch)、一传感器(sensor)、一控制组件(controller)和一驱动模块。传感器分别与光学转换器和控制组件电连接，且控制组件与驱动模块电连接，如步骤302所示。其中驱动模块由多个驱动组件所组成，而每一个校正区域内的所有光源由一或多个驱动组件所驱动。如步骤303所示，在光学系统中设置多光纤传输线，使得每一光纤传输线的一端位于基板上的每一校正区域中，且每一光纤传输线的另一端与光学转换器电连接。然后，如步骤304所示，启动光学转换器，每一校正区域的一光学数据通过对应的光纤传输线传送至传感器，再由传感器输出至控制组件。接着，如步骤305所示，控制组件处理光学数据后传送一校正信号至该驱动模块，以校正光源。

与传统使用单一颜色传感器的光学系统相比较，本发明通过利用分区校正的方式，个别补偿校正区域的色度或亮度，使光学系统的色度或亮度可达到均匀化。再者，光纤传输线价格低廉、不占空间(直径仅约1mm)，用来输送校正区域内的光学数据不但可节省成本，也不占光学系统的空间。而光纤传输线与光学转换器220的存在，可使光学系统所需的颜色传感器240数目维持在1个，除了不需要增加光学系统的空间外，亦可维持光学系统的生产成本。因此，本发明所提出的光学系统与改善其光学性质的方法，在不增加体积和成本的情形下可达到色度或亮度均匀化，在产量上有极大的帮助。

综上所述，本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行更动与修改，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种光学系统，包括：

一基板，具有至少两个校正区域；

多个光源，设置于该基板上；

一光学转换器，其具有开关功能；

至少两条光纤传输线，每一该光纤传输线的一端位于每一该校正区域内，且每一该光纤传输线的另一端与该光学转换器电连接；

一颜色传感器，与该光学转换器电连接；

一控制组件，与该颜色传感器电连接；和

一驱动模块，与该多个校正区域以及该控制组件连接。

2.如权利要求1所述的光学系统，其中该光纤传输线的该一端设置在对应的该校正区域内的一对称中心点。

3.如权利要求1所述的光学系统，其中该基板区分为一第一校正区域和一第二校正区域，且该驱动模块包含一第一驱动组件和一第二驱动组件以分别驱动该第一校正区域内和该第二校正区域内的一第一光源组和一第二光源组。

4.如权利要求3所述的光学系统，其中所述光学系统包含一第一光纤传输线和一第二光纤传输线，该第一校正区域和该第二校正区域分别连接该第一光纤传输线和该第二光纤传输线，该第一、第二光纤传输线的另一端均与该光学转换器电连接。

5.如权利要求4所述的光学系统，其中通过该光学转换器，将该第一校正区域的一第一光学数据经由该第一光纤传输线传送至该颜色传感器，再由该颜色传感器输出至该控制组件。

6.如权利要求5所述的光学系统，其中该控制组件根据该第一光学数据传送一第一校正信号至该第一驱动组件，以校正该第一校正区域内的该第一光源组。

7.如权利要求4所述的光学系统，其中通过该光学转换器，将该第二校正区域的一第二光学数据经由该第二光纤传输线传送至该颜色传感器，再由该颜色传感器输出至该控制组件。

8.如权利要求7所述的光学系统，其中该控制组件根据该第二光学数据传送一第二校正信号至该第二驱动组件，以校正该第二校正区域内的该第二光源组。

9.如权利要求1所述的光学系统，其中该多个光源为多个发光二极管。

10.如权利要求1所述的光学系统，其中该光学数据包含一色度值或一亮度值。

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