CN101154338A - 基于led的光学系统及其老化补偿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于LED的光学系统及其老化补偿方法。该基于LED的光学系统包括：LED块，由预定数量的LED组成；传感器，感测各LED块的输出值；控制块，通过将初始状态下的各LED块的初始输出值与在比较时间点通过传感器感测的LED块的比较输出值作比较，来产生补偿比率，并根据补偿比率来控制提供到各LED块的电流。

Description

基于LED的光学系统及其老化补偿的方法

技术领域

根据本发明的装置和方法涉及一种基于发光二极管(LED)的光学系统及其老化补偿的方法。更具体地讲，本发明涉及一种基于LED的光学系统及其老化补偿方法，该老化补偿方法可以通过补偿由于各LED块的老化速度的差异导致发生LED块输出的不均匀，来确保均匀的画面品质。

背景技术

近来已经使用LED来照明，正在全力开发LED来用作背光。受所用的半导体材料的带隙的影响，LED产生相对窄光谱的光。具体地讲，通过R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)LED的组合，可以产生混合光和白光。在产生混合光和白光的过程中，通过变化各个颜色LED的混合比率导致的色差(shade difference)表现为色调变化(color variation)，以产生混合的颜色。因此，在利用LED制造发光装置(lighting fixture)的情况下，各个颜色LED的混合比例应该保持不变。

LED的光学特性根据其自身的特性和周围环境会一直改变，这种光学特性一直的改变被称作“老化”或“退化”。根据各个LED的特性，老化速度不同，并且当LED周围的温度变高或者当被提供高功率(power)时，老化速度加快。

另一方面，安装在大面积显示面板中的LED被分组成LED块，输出特性类似的LED布置在一个LED块中。这里，输出特性是指当相同的电流量提供到LED时从LED输出的能量的量。通过将输出特性类似的LED布置在一个LED块中，可以根据LED的输出特性来控制LED块。因此，可以防止由于LED的输出特性的差异导致的各个LED块之间会出现的输出差异。

然而，在大面积显示面板的情况下，由于LED块的对应位置导致在各个LED块之间会出现温度差，并且布置在高温区的LED块的老化速度会是布置在低温区中的LED块的老化速度的两倍。

如果如上所述在LED块之间存在老化速度的差异，则虽然各个LED块都是被控制成输出相同的颜色，但是从各个LED块输出的颜色会不同。由于LED块之间的颜色偏差，导致在整个显示面板中会出现局部颜色的不均匀，从而图像品质下降并导致了用户不满。

因此，需要存在一种补偿方法，该补偿方法能够使由于各个LED块之间的老化速度差异导致发生的各个LED块之间的颜色不均匀最小化。

发明内容

本发明的示例性实施例克服了上述缺点和没有在上面描述的其它缺点。此外，本发明不是必需要克服上述的缺点，本发明的示例性实施例可以不克服上述问题中的任何一个。因此，本发明的方面在于提供一种基于LED的光学系统及其老化补偿方法，该方法可以去除由于各LED块之间的老化速度的差异导致出现的各LED块之间的颜色的不均匀。

通过提供根据本发明实施例的基于LED的光学系统来基本上实现上述和其它方面，该基于LED的光学系统包括：至少一个LED块，由预定数量的LED组成；传感器，感测各LED块的输出值；控制块，通过将初始状态下的各个LED的初始输出值与在比较时间点通过传感器感测的各个LED块的比较输出值作比较，来产生特定的补偿比率，并根据补偿比率来控制施加到各LED块的电流量。

控制块可包括：输出变化率计算单元，输出输出变化率，输出变化率是各LED块的初始输出值与比较输出值的比；补偿比率计算单元，在各LED块的输出变化率中提取最大值，并通过将各LED块的输出变化率除以最大值来计算补偿比率。

可对于包含在各LED块中的不同颜色的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)LED组来计算输出变化率。

控制块可包括平均计算单元，平均计算单元通过对各颜色的LED组的输出变化率求平均来计算各颜色的平均输出变化率。

控制块还可包括补偿判断单元，补偿判断单元根据各颜色的平均输出变化率与LED块的颜色LED组的输出变化率之间的差，来判断是否可能对LED块的颜色LED组进行输出补偿。

如果差超过阈值，则补偿判断单元可以判断对应颜色的LED组已经损坏或者已经出现测量误差，从而判断补偿不可行。

补偿比率计算单元可提取各颜色的最大值，并通过将LED块的颜色LED组的输出变化率除以最大值来计算补偿比率。

控制块还可包括脉宽计算单元，脉宽计算单元通过将对于被判断成将可能被补偿的LED块的颜色LED组先前已经提供的脉冲信号的脉宽乘以补偿比率，来计算将新施加的脉宽。

基于LED的光学系统还可包括LED驱动器，LED驱动器控制LED块的颜色LED组的操作，其中，控制块向LED驱动器提供计算出的脉宽的信息，LED驱动器将具有所述脉宽的脉冲信号提供给LED块的颜色LED组。

传感器可包括R、G和B传感器，用于感测R、G和BLED组的输出。

R、G和B传感器可以一个接一个地安装。

R、G和B传感器可以具有可调的敏感性。

R、G和B传感器的多个传感器对可被分组并安装。

R、G和B传感器在相同颜色传感器中可具有不同的敏感性。

R、G和B传感器的多个传感器对可以按预定间隔安装。

各传感器对可具有相同的敏感性。

当感测LED块的初始输出值或比较输出值时，通过交替地导通各LED块来一个接一个地感测各LED块。

当感测LED块的初始输出值或比较输出值时，交替地导通包含在LED块中的R、G和B LED组。

当感测LED块的初始输出值或比较输出值时，同时地导通包含在LED块中的R、G和B LED组。

根据本发明的另一方面，提供了一种补偿基于LED的光学系统的老化的方法，该方法包括：对于各LED块，在初始状态下产生由预定数量的LED组成的至少一个LED块的初始输出值；在比较时间点通过感测各LED块的输出值来产生各LED块的比较输出值；通过将初始输出值与各LED块的比较输出值作比较，来产生特定的补偿比率；根据补偿比率来补偿各LED块的输出。

附图说明

通过参照附图描述本发明的特定示例性实施例，本发明的以上方面和特征将变得更清楚，在附图中：

图1是示出了根据本发明示例性实施例的采用基于LED的光学系统的背光的构造的框图；

图2A和图2B是示意性示出了根据本发明示例性实施例的其中表示出各个传感器位置的背光的视图；

图3是示出了根据本发明示例性实施例的基于LED的光学系统的控制块的详细构造的框图；

图4是示出了根据本发明示例性实施例的通过图3中的输出感测控制单元来提取初始输出值和比较输出值的过程的流程图；

图5是示出了根据本发明示例性实施例的补偿基于LED的光学系统的老化的过程的流程图。

在所有附图中，相同的标号将被理解为表示相同的部分、组件和结构。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，图中相同的元件用相同的标号来表示。在下面的描述中，为了简明和清晰，已经省略了对包含在其中的公知的功能和构造的详细描述。

图1是示出了根据本发明示例性实施例的采用基于LED的光学系统的背光的构造的框图。

参照图1，背光包括多个LED块10-1至10-N、LED驱动器20、红色、绿色和蓝色(RGB)传感器50、控制块30和存储单元40。

背光由多个LED块10-1至10-N组成，每个LED块包括多个R、G和BLED。这里，R LED串联连接以组成R LED组11，G LED串联连接以组成GLED组12，B LED串联连接以组成B LED组13。R LED组11、G LED组12和B LED组13并联连接，并从与其连接的LED驱动器20接收脉冲信号。LED驱动器20连接到LED块10-1至10-N中的一个或多个。即，LED驱动器20可以连接到组成一个背光的所有LED块10-1至10-N，或者连接到部分LED块。在控制块30的控制下，LED驱动器20控制用于确定提供到LED块10-1至10-N中的R LED组11、G LED组12和B LED组13的电流量的脉冲信号的脉宽。当脉冲信号的脉宽加宽，即脉冲信号的占空比变得更大时，提供到各个LED组11、12和13的电流量增加。

RGB传感器50包括：R传感器51、G传感器52和B传感器53，用于感测从R LED组11、G LED组12和B LED组13输出的能量；传感器板57，用于通过将各个传感器51、52和53感测的能量处理为数据来产生RLED组11、G LED组12和B LED组13的输出值。这里，各个传感器51、52和53可包括光电二极管。

为了便于装配或出于其它设计原因，传感器51、52和53可以一个接一个安装在背光中，或者可选择地，R、G和B传感器51、52和53中的多个传感器对可以按预定间隔安装。此外，传感器51、52和53可以安装在背光的一侧。

在图2A中，示出了由6个LED块组成的背光。在布置在背光的上部的一对LED块10之间安装对应的传感器51、52和53。虽然在图2A中示出了一组传感器，但是成对的传感器51、52和53组也可以安装在对应的位置。

在安装一组传感器51、52和53的情况下，由于传感器51、52和53感测与传感器距离不同距离设置的LED块10的输出，因此传感器51、52和53可以被构造为具有可调的敏感性(sensitivity)。即，在感测与传感器组51、52和53相邻地布置的LED块10的输出的情况下，将R、G和B传感器51、52和53的敏感性调节成降低；而在感测与传感器组51、52和53分开布置的LED块10的输出的情况下，将R、G和B传感器51、52和53的敏感性调节成增加，使得可以均匀地感测LED块10的输出。

在安装多组传感器51、52和53的情况下，各个传感器组51、52和53可以设置有不同的敏感性，并且用于感测输出的传感器组51、52和53对应于各LED块10，使得可以感测LED 10的输出。

在图2B中，示出了由N个块组成的背光，并且各个传感器组51、52和53按预定间隔安装。因此，各个传感器组51、52和53感测与之相邻布置的一个或多个LED块10的输出。此时，由于各个传感器组51、52和53与各个LED块10之间的距离几乎相同，因此各个传感器组51、52和53可以构造为具有相同的敏感性。

另一方面，无论是安装一个传感器组51、52和53还是在单个位置安装或分散安装多个传感器组51、52和53的情况，都可以通过分别地或者同时地导通LED块的R LED组11、G LED组12和B LED组13来检测各个LED块10的输出。

即，通过顺序地导通每个LED块10的R LED组11、G LED组12和BLED组13，R、G和B传感器51、52和53可以顺序地感测R LED组11、G LED组12和B LED组13的输出。此外，通过同时导通包含在一个LED块10中的R LED组11、G LED组12和B LED组13，R、G和B传感器51、52和53可以同时感测R LED组11、G LED组12和B LED组13的输出。在后面的这种情况下，可以缩短各个传感器51、52和53感测输出所需的时间。

控制块30通过将初始状态下由RGB传感器50感测到的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)与在比较时间点的比较输出值(R_x，G_x，B_x)作比较，来产生特定的补偿比率，并通过调节向包含在LED块10-1至10-N中的各个颜色的LED组11、12和13提供的电流量来补偿输出。

如图3中所示，控制块30包括输出感测控制单元31、输出变化率计算单元32、平均计算单元33、补偿判断单元34、补偿比率计算单元35和脉宽计算单元36。

输出感测控制单元31控制LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的输出感测操作，并将通过RGB传感器50感测的LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的输出值存储在存储单元40中。在这种情况下，初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)和比较输出值(R_x，G_x，B_x)存储在存储单元40中。初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)是在初始状态(比如当测试背光产品或当初始地施加电源时)从LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13感测的值，比较输出值(R_x，G_x，B_x)是在特定的比较时间点从LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13感测的值。

存储单元40可以是存储器件，比如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或者闪存，并包括用于存储初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)的初始值存储部分41和用于存储比较输出值(R_x，G_x，B_x)的比较值存储部分42。这里，初始值存储部分41和比较值存储部分42具有不同的地址(address)。

通过下面将参照图4描述的过程，输出感测控制单元31将初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)存储在初始值存储部分41中，将比较输出值(R′_x，G′_x，B′_x)存储在比较值存储部分42中。

输出变化率计算单元32计算关于LED块10-1至10-N的输出变化率

所述输出变化率是存储在存储单元40中的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)与比较输出值(R_x，G_x，B_x)的比率。通过将初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)除以比较输出值(R_x，G_x，B_x)来得到输出变化率在这种情况下，输出变化率计算单元32计算出LED块10-1至10-N中包含的不同颜色的RLED组11、G LED组12和B LED组13的对应的输出变化率

因此，关于N个LED块10-1至10-N的R LED组11、G LED组12和BLED组13，产生3N个输出变化率

这里，第一LED块10-1的RLED组11的输出变化率

表示为R₁′/R₁，GLED组12的输出变化率

表示为G₁′/G₁，B LED组13的输出变化率

表示为B₁′/B₁。以相同的方式，第N个LED块10-N的R LED组11的输出变化率

表示为R_N′/R_N，GLED组12的输出变化率

表示为G_N′/G_N，BLED组13的输出变化率

表示为B_N′/B_N。

平均计算单元33通过将包含在所有LED块10-1至10-N中的R LED组11、G LED组12和B LED组13的输出变化率

求平均，来计算出各个颜色LED组11、12和13的平均输出变化率。即，如等式(1)中所示，平均计算单元33通过对包含在所有LED块10-1至10-N中的R LED组11的输出变化率

求和，并用求和得到的输出变化率除以N(即，LED块10-1至10-N的数目)来计算出R LED组11的平均输出变化率R_mean。以相同的方式，平均计算单元33计算出G LED组12的平均输出变化率G_mean和B LED组13的平均输出变化率B_mean。因此，通过平均计算单元33对各个颜色计算出三个平均输出变化率(R_mean，G_mean，B_mean)。

$R_{\mathrm{mean}}=\frac{\underset{x=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{R_x^{\′}}{R_x}}{N}$

$G_{\mathrm{mean}}=\frac{\underset{x=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{G_x^{\′}}{G_x}}{N}......\left(1\right)$

$B_{\mathrm{mean}}=\frac{\underset{x=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{B_x^{\′}}{B_x}}{N}$

如等式(2)中所示，补偿判断单元34通过将R LED组11、G LED组12和B LED组13的对应的平均输出变化率(R_mean，G_mean，B_mean)与LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的输出变化率

之间的差，与根据各颜色预定的补偿范围值(FaultRangeR，FaultRangeG，FaultRangeB)作比较，来判断对LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的补偿是否可能。

$R_{\mathrm{mean}}-\frac{{R^{\′}}_x}{R_x}\≤{\mathrm{FaultRange}}_R$

$G_{\mathrm{mean}}-\frac{{G^{\′}}_x}{G_x}\≤{\mathrm{FaultRange}}_G......\left(2\right)$

$B_{\mathrm{mean}}-\frac{{B^{\′}}_x}{B_x}\≤{\mathrm{FaultRange}}_B$

这里，x表示对应的LED块10-1至10-N的数目，这意味着通过等式(2)对于所有的LED块10-1至10-N的所有的颜色LED组11、12和13判断是否可能进行补偿。即，对于3N个颜色LED组11、12和13判断是否可能进行补偿。

如果LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的输出变化率

与颜色LED组11、12和13的平均输出变化率(R_mean，G_mean，B_mean)之间的差超过了补偿范围值，则补偿判断单元34判断完全补偿不可能进行，而如果差在补偿范围值内，则补偿判断单元34判断完全补偿能够进行。这是因为如果差大于补偿范围值，则认为包含在LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13中的LED可能已经损坏或者已经出现测量误差。因此，补偿范围值被确定为在假设LED没有损坏或还没有出现测量误差的前提下可以计算出来的平均输出变化率(R_mean，G_mean，B_mean)与输出变化率

之间的差。

补偿比率计算单元35计算出关于LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13(其完全补偿被判断出是可能的)的补偿比率(r_x，g_x，b_x)。为此，如等式(3)中所示，补偿比率计算单元35从LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的输出变化率

中提取出最大值

并通过将LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的输出变化率

除以最大值

来计算出补偿比率(r_x，g_x，b_x)。

$r_x=\frac{\left(\frac{{R^{\′}}_x}{R_x}\right)}{\left(\frac{{R^{\′}}_{\mathrm{MAX}}}{R_{\mathrm{MAX}}}\right)}$

$g_x=\frac{\left(\frac{{G^{\′}}_x}{G_x}\right)}{\left(\frac{{G^{\′}}_{\mathrm{MAX}}}{G_{\mathrm{MAX}}}\right)}......\left(3\right)$

$b_x=\frac{\left(\frac{{B^{\′}}_x}{B_x}\right)}{\left(\frac{{B^{\′}}_{\mathrm{MAX}}}{B_{\mathrm{MAX}}}\right)}$

这里，补偿比率是LED块10-1至10-N中的相对输出变化率的比率，并且由于通过将输出变化率除以最大值

来获得补偿比率，所以补偿比率的值小于或等于1。因此，在其输出变化率(

等于最大值

的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13中，补偿比率(r_x，g_x，b_x)变为1，而在其输出变化率小于最大值

的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13中，补偿比率(r_x，g_x，b_x)变成小于1。

在这种情况下，比提供到其它LED块10-1至10-N的电流量大的电流量应该被提供到其补偿比率(r_x，g_x，b_x)为1的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13。然而，由于根据LED的特性提供到各个LED的电流量的阈值是固定的，因此不可能无限制地增大电流量。如果用于可能进行补偿的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的电流量普遍增大，则随着功耗的增加LED的寿命缩短。

因此，对其补偿比率(r_x，g_x，b_x)为1的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13，不执行补偿，并应该提供与先前相同的电流量。比较而言，对其补偿比率(r_x，g_x，b_x)小于1的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13，执行补偿，并可以提供比施加到补偿比率为1的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的电流量小的电流量。

根据等式(4)，脉宽计算单元36计算出提供到具有补偿比率(r_x，g_x，b_x)的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的脉冲信号的脉宽。

PWMR_x＝PWMR×r_x

PWMG_x＝PWMG×g_x  ......(4)

PWMB_x＝PWMB×b_x

这里，PWMR、PWMG和PWMB表示提供到现有的LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的脉冲信号的脉宽，且PWMR_x、PWMG_x和PWMB_x是补偿的脉冲信号的脉宽。

在这种情况下，脉宽计算单元只计算出当通过补偿比率计算单元35计算出的补偿比率(r_x，g_x，b_x)小于1时的脉冲信号的脉宽，由于补偿比率(r_x，g_x，b_x)小于1，所以脉冲信号的脉宽变成小于现有的脉宽。具体地讲，在LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的输出变化率

达到最大值

从而补偿比率(r_x，g_x，b_x)变成1的情况下，提供脉宽与现有的脉宽相同的脉冲信号，而在LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的输出变化率小于最大值

从而补偿比率(r_x，g_x，b_x)变成小于1的情况下，提供脉宽比现有的脉宽窄的脉冲信号。结果，在LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13具有最大的老化程度的情况下，提供与现有的电流量相同的电流量，而在LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13具有较小的老化的情况下，提供比现有的电流量小的电流量。

因此，提供到LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的电流量根据老化的程度来变化，因此，可以对由于老化导致的LED块10-1至10-N之间的不均匀性进行补偿。

另一方面，由于在补偿过程中基于老化程度最高的LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13来调节背光的亮度，因此通常会使背光的亮度降低。然而，可以使用在现有的监视器(monitor)中应用的亮度调节功能等来调节背光的这种降低的亮度。

脉宽计算单元36将计算出的脉冲信号的脉宽提供给LED驱动器20，LED驱动器20将具有计算出的脉宽的脉冲信号提供给LED块的对应的LED组11、12和13。

图4是示出了根据本发明示例性实施例的通过图3中的输出感测控制单元提取初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)和比较输出值(R_x，G_x，B_x)的过程的流程图。

首先，在操作步骤(S301)中，输出感测控制单元31检查存储单元40的初始值存储部分41和比较值存储部分42的标记(marker)，并在操作步骤(S302)中确定是否存储初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)。

如果初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)没有存储在初始值存储部分41中(操作步骤S302中的“N”)，则在操作步骤S303中，输出感测控制单元31按行来安排初始值存储部分41的地址。安排地址用于存储初始状态下通过RGB传感器50测量的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)。

然后，在操作步骤S306中，输出感测控制单元31将提供到所有LED块10-1至10-N的电源关断，以切断电流，可选择地，在操作步骤S307中，输出感测控制单元31将LED块10-1至10-N的电源导通。然后，在操作步骤S308中，输出感测控制单元31利用RGB传感器50测量用于LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)。在操作步骤S309中，输出感测控制单元31确认测量的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)是否到达最后的LED块10-N，如果对于所有的LED块10-1至10-N都测量初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)，则在操作步骤S310中将测量出的LED块10-1至10-N的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)存储在存储单元40的初始值存储部分41中。

另一方面，如果初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)被存储(操作步骤S302中的Y)，则在操作步骤S304中，输出感测控制单元31按行来布置比较值存储部分42的地址。然后，在操作步骤S305中，输出感测控制单元31判断LED块10-1至10-N之间的输出不均匀性将被补偿的比较时间点是否已经到达。

如果比较时间点已经到达(操作步骤S305中的“Y”)，则在操作步骤306中输出感测控制单元31将所有LED块10-1至10-N的电源关断，可选择地，在操作步骤S307中，将各个LED块10-1至10-N导通。随后，在操作步骤S308中，输出感测控制单元31测量导通的LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的比较输出值(R_x，G_x，B_x)。

在这种情况下，在输出感测控制单元31同时导通LED块10-1至10-N的所有LED组11、12和13以产生白光的情况下，输出感测控制单元31也可测量颜色LED组11、12和13比较输出值(R_x，G_x，B_x)。

如果如在操作步骤S309中那样确定地来对所有的LED块10-1至10-N测量比较输出值(R_x，G_x，B_x)，则在操作步骤S310中，将测量出的各个LED块10-1至10-N的比较输出值(R_x，G_x，B_x)存储在存储单元40的比较值存储部分42中。

用于测量比较输出值(R_x，G_x，B_x)的比较时间点可以不同地设置(比如无论何时背光导通或无论何时背光的导通时间过去)，或者可选地可以由用户来选择。在测量完初始比较输出值(R_x，G_x，B_x)之后测量比较输出值(R_x，G_x，B_x)的情况下，重复上述操作步骤S305至S310。

在下文中，将参照图5来描述补偿LED背光老化的过程。

首先，如图5中所示，在操作步骤(S401)中，输出感测控制单元31利用RGB传感器50来感测LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)，并将感测出的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)存储在存储单元40的初始值存储部分41中。如果已经到达执行老化补偿过程的时间点，则输出感测控制单元31感测LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的比较输出值(R_x，G_x，B_x)，并将感测出的比较输出值(R_x，G_x，B_x)存储在存储单元40的比较值存储部分42中。

然后，在操作步骤(S402)中，输出变化率计算单元32从存储单元40的初始值存储部分41和比较值存储部分42中读取初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)和比较输出值(R_x，G_x，B_x)，并且在操作步骤(S403)中，输出变化率计算单元32利用读取到的初始输出值(R′_x，G′_x，B′_x)和比较输出值(R_x，G_x，B_x)来计算LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的输出变化率

随后，在操作步骤(S404)中，平均计算单元33通过利用等式(1)来计算颜色LED组11、12和13的平均输出变化率(R_mean，G_mean，B_mean)。

如果计算出输出变化率

和平均输出变化率(R_mean，G_mean，B_mean)，则在操作步骤(S405)中，补偿判断单元34通过利用等式(2)来判断对于LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的补偿是否可能。在这种情况下，对于超过预定的补偿范围值的LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13，不执行补偿并结束补偿过程(操作步骤S405中的“N”)。

为了确定对其的补偿被判断为可能的LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的补偿比率(r_x，g_x，b_x)，在操作步骤(S406)中，补偿比率计算单元35根据输出变化率

的各个颜色来提取最大值

并在操作步骤(S407)中，利用等式(3)计算输出变化率

与所提取的最大值

的比率来作为LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的补偿比率(r_x，g_x，b_x)。

随后，在操作步骤(S408)中，脉宽计算单元36通过将补偿比率(r_x，g_x，b_x)转换成脉冲信号的脉宽，来确定用于控制提供到LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的电流量的脉冲信号的脉宽。

在操作步骤(S409)中，关于所确定的脉冲信号的脉宽的信息被提供到LED驱动器20，并在操作步骤(S410)中，LED驱动器20通过将与所提供的脉宽对应的脉冲信号提供给LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13，来控制提供到LED块10-1至10-N的对应的颜色LED组11、12和13的电流量。

此时，由于补偿比率(r_x，g_x，b_x)大于1，因此与现有的脉宽相比，提供到对其执行补偿的LED块10-1至10-N的颜色LED组11、12和13的脉冲信号的脉宽变窄，由此，提供到LED块的电流量变得比现有的电流量小。

如上所述，根据本发明这个示例性实施例的补偿基于LED的光学系统的老化的方法，利用各个LED块之间的输出差异来判断LED块的颜色LED组的老化程度，并且与其它LED组相比，相对大的电流量提供到老化的LED组。因此，可以去除由于老化导致发生的LED块之间的颜色的不均匀，因此，随着对用户满意度的探索，画面品质提高。

上述的示例性实施例只是示例性的，并不应该理解为限制了本发明。本教导可以容易地应用到其它类型的装置。此外，对本发明示例性实施例的描述意在是例证性的，不限制权利要求的范围，对于本领域的技术人员，许多替换、更改和变化将是清楚的。

Claims (32)

1.一种基于LED的光学系统，包括：

LED块，均由预定数量的LED组成；

传感器，感测各个LED块的输出值；

控制块，基于感测的输出值来产生补偿比率，并根据所述补偿比率来控制提供到各个LED块的电流。

2.如权利要求1所述的LED基光学系统，其中，通过将在初始状态下的各个LED的初始输出值与在比较时间点的通过所述传感器感测的各个LED块的比较输出值作比较，来产生所述补偿比率。

3.如权利要求2所述的LED基光学系统，其中，所述控制块包括：

输出变化率计算单元，输出输出变化率，所述输出变化率是各个LED块的初始输出值与所述比较输出值的比；

补偿比率计算单元，在各个LED块的输出变化率中提取最大值，并通过将各个LED块的输出变化率除以所述最大值来计算所述补偿比率。

4.如权利要求3所述的LED基光学系统，其中，对于包含在各个LED块中的各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组来计算所述输出变化率。

5.如权利要求4所述的LED基光学系统，其中，所述控制块包括平均计算单元，所述平均计算单元通过对各个颜色LED组的输出变化率求平均，来计算对于各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组的平均输出变化率。

6.如权利要求5所述的LED基光学系统，其中，所述控制块还包括补偿判断单元，所述补偿判断单元根据各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组D的平均输出变化率与LED块的各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组的输出变化率的差，来判断是否执行对LED组的各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组的输出补偿。

7.如权利要求6所述的LED基光学系统，其中，如果对应的差超过了阈值，则所述补偿判断单元判断对应颜色的对应的红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组已经损坏或者已经出现测量误差，

其中，如果对应的差超过了阈值，则所述补偿判断单元判断不可能进行补偿。

8.如权利要求4所述的LED基光学系统，其中，所述补偿比率计算单元在各颜色的输出变化率中提取最大值，并通过将LED块的各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组的输出变化率除以所述最大值来计算LED块的各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组的补偿比率。

9.如权利要求8所述的LED基光学系统，其中，所述控制块还包括脉宽计算单元，所述脉宽计算单元通过将先前已经对LED块的各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组提供的脉冲信号的脉宽乘以所述补偿比率，来计算将施加的脉宽。

10.如权利要求9所述的LED基光学系统，还包括LED驱动器，所述LED驱动器控制LED块的各红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组，

其中，所述控制块向所述LED驱动器提供计算出的脉宽的信息，并且所述LED驱动器向LED块的对应的红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组提供具有计算出的脉宽的脉冲信号。

11.如权利要求4所述的LED基光学系统，其中，所述传感器包括红色传感器、绿色传感器和蓝色传感器，用于感测红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组的输出。

12.如权利要求11所述的LED基光学系统，其中，红色传感器、绿色传感器和蓝色传感器为单独的单元。

13.如权利要求12所述的LED基光学系统，其中，红色传感器、绿色传感器和蓝色传感器具有可调的敏感性。

14.如权利要求11所述的LED基光学系统，其中，安装均具有红色传感器、绿色传感器和蓝色传感器的多个传感器组。

15.如权利要求14所述的LED基光学系统，其中，红色传感器、绿色传感器和蓝色传感器被构造为在相同颜色的对应的传感器中具有不同的敏感性。

16.如权利要求11所述的LED基光学系统，其中，按预定间隔来安装均具有红色传感器、绿色传感器和蓝色传感器的多个传感器组。

17.如权利要求16所述的LED基光学系统，其中，所述传感器组具有相同的敏感性。

18.如权利要求2所述的LED基光学系统，其中，如果感测各LED块的初始输出值或比较输出值，则通过交替地给LED块施压来一个接一个地感测各LED块。

19.如权利要求17所述的LED基光学系统，其中，如果感测各LED块的初始输出值或比较输出值，则交替地给包含在LED块中的红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组都施压。

20.如权利要求18所述的LED基光学系统，其中，如果感测各LED块的初始输出值或比较输出值，则同时地给包含在LED块中的红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组施压。

21.一种补偿LED基光学系统老化的方法，包括：

在初始状态产生均由预定数量的LED组成的LED块的初始输出值；

在比较时间点通过感测LED块的输出值来产生LED块的比较输出值；

通过将初始输出值与比较输出值作比较，来产生特定的补偿比率；

基于特定的补偿比率来补偿LED块的输出。

22.如权利要求21所述的方法，其中，产生特定的补偿比率的步骤包括：

计算输出变化率，所述输出变化率是LED块的初始输出值与比较输出值的比；

在输出变化率中提取最大值；

通过将LED块的输出变化率除以最大值，来计算补偿比率。

23.如权利要求22所述的方法，其中，计算输出变化率的步骤包括：对于包含LED块中的红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组的各颜色来计算输出变化率。

24.如权利要求23所述的方法，其中，产生特定的补偿比率的步骤还包括：通过对每个相应颜色的输出变化率求平均，来计算各颜色的平均输出变化率。

25.如权利要求24所述的方法，还包括：根据各颜色的平均输出变化率与LED块的颜色LED组的输出变化率之间的差，来判断是否可能对LED块的颜色LED组进行输出补偿。

26.如权利要求25所述的方法，还包括：如果所述差超过了阈值，则判断对应颜色的LED组已经损坏或者已经出现测量误差，

其中，如果所述差超过了阈值，则判断是不可能进行补偿的。

27.如权利要求26所述的方法，其中，提取所述最大值的步骤包括：从输出变化率中提取对于各颜色的最大值，并且计算补偿比率的步骤包括：通过将LED块的各颜色LED组的输出变化率除以最大值来计算补偿比率。

28.如权利要求27所述的方法，其中，补偿输出的步骤还包括：通过将先前已经对LED块的颜色LED组提供的脉冲信号的脉宽乘以补偿比率，来计算将施加的脉宽。

29.如权利要求28所述的方法，还包括向LED块的各颜色LED组提供具有所述脉宽的脉冲信号。

30.如权利要求21所述的方法，其中，当感测各LED块的初始输出值或比较输出值时，通过交替地给各LED块施压来一个接一个地感测各LED块。

31.如权利要求30所述的方法，其中，当感测各LED块的初始输出值或比较输出值时，交替地给包含在LED块中的红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组施压。

32.如权利要求30所述的方法，其中，当感测各LED块的初始输出值或比较输出值时，同时给包含在LED块中的红色LED组、绿色LED组和蓝色LED组施压。

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