CN101155450A - Led发光装置和控制所述装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够校正由于温度的改变而导致的从LED元件输出的光的波长改变的发光二极管(LED)发光装置和一种用于控制该装置的方法。所述发光装置包括：温度－电流转换器，基于指示光源的温度的温度信息产生电流命令值；光源驱动器，接收电流命令值，调节脉宽调制(PWM)信号的振幅，并且根据调节后的PWM信号来控制光源的驱动电流。

Description

LED发光装置和控制所述装置的方法
技术领域
根据本发明的设备和方法涉及一种发光装置和用于控制该装置的方法。更具体地讲，本发明涉及一种发光二极管(LED)发光装置及控制该装置的方法，该装置能够校正由于温度的改变而导致的从LED元件输出的光的波长的改变。
背景技术
涉及在图像显示装置中使用固体半导体光源，例如LED和激光二极管(LD)的技术已被深入研究。尤其是，利用具有例如红色、绿色和蓝色的三种颜色的LED(可用于表现宽的光谱颜色)的LED背光装置已成为普遍用于LCD图像显示装置的背光装置。
图1A是表示传统的LED背光装置的构造的方框图。如图1A所示，传统的LED背光装置包括脉宽调制(PWM)发生器110、LED驱动器120和LED光源130。
PWM发生器110产生占空比(duty ratio)适于组成LED光源130的每个R、G、B LED阵列的PWM信号，并且将PWM信号分别输入LED驱动器120中的R、G、B驱动器。占空比指PWM信号的周期与PWM信号占据时间的比。LED驱动器120根据输入的PWM信号将电流供应到LED光源130，因此从LED光源130发出光。
为了提高图像质量并且降低功耗，需要调整LED背光装置的亮度。图1B是用于描述调整LED亮度的代表性方法，即模拟调光(A_dim)方法和PWM调光(P_dim)方法的示图。如图1B所示，模拟调光方法通过改变供应到LED元件的PWM脉冲的电流强度(振幅)来调节LED元件的亮度，PWM调光方法通过改变PWM脉冲的开关比(ratio of on-off)来调节供应到LED元件的平均电功率。
同时，发光特征，例如LED背光装置中的LED元件的亮度和波长基于温度改变。为了校正由于温度改变而引起的发光特征，可使用PWM调光方法。但是，PWM调光方法还是存在前述由于从LED元件输出的光的波长改变而引起的问题，这是因为输出光的波长的改变没有得到校正。
因此，需要通过校正由于温度改变而引起的波长改变来保持期望色度的发光装置。
发明内容
本发明的示例性实施例克服上述缺点和以上未描述的缺点。另外，本发明不需要克服上述缺点，并且本发明的示例性实施例可能不克服上述任何问题。因此，本发明的一方面提供一种能够校正由于温度的改变而导致的从LED元件输出的光的波长的改变的LED发光装置和一种控制该装置的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种发光装置，包括：温度-电流转换器，基于指示光源的温度的温度信息产生电流命令值；光源驱动器，接收电流命令值，调节脉宽调制(PWM)信号的振幅，并且根据调节后的PWM信号来控制光源的驱动电流。
电流命令值可被产生以校正由于光源的温度改变而导致的输出光的波长的改变。
光源驱动器可包括：补偿器，接收电流命令值和用于驱动光源的电流，调节PWM信号的振幅，输出调节的PWM信号；开关单元，根据调节的PWM信号来控制供应到光源的驱动电流。
温度-电流转换器可包括存储与光源的温度对应的电流命令值的查询表。
温度-电流转换器可利用指示光源的温度和电流命令值之间的关系的函数来产生电流命令值。
所述装置还可包括：温度检测器，检测光源的温度并且将温度信息提供到温度-电流转换器。
光源可包括发光二极管(LED)元件。
光源还可包括激光二极管(LD)元件。
发光装置可包括LED背光装置。
根据本发明另一示例性实施例，提供了一种用于控制发光装置的方法，所述方法包括以下步骤：基于指示光源的温度的温度信息产生电流命令值；根据电流命令值调节脉宽调制(PWM)信号的振幅；根据调节后的PWM信号将电流供应到光源。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它目的和特点将会变得清楚和更加容易理解，其中：
图1A是表示相关技术中的LED背光装置的构造的方框图；
图1B是用于描述模拟调光方法和PWM调光方法的示图；
图2是表示根据本发明示例性实施例的LED发光装置的构造的方框图；
图3是表示根据本发明示例性实施例的LED发光装置的构造的详细方框图；
图4是表示用于控制根据本发明示例性实施例的LED发光装置的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的示例性实施例，其例子在附图中示出，其中，相同的标号始终指代相同的元件。以下，参照附图描述示例性实施例以解释本发明的各个方面。
以下，将参照附图详细描述本发明的特定示例性实施例。图中示出了组成LED发光装置的元件中与本发明相关的元件。本发明不限于根据本发明的LED发光装置的示例性实施例。例如，本发明可包括使用固体半导体光源(例如LD和LED元件)的发光装置。
图2是表示根据本发明示例性实施例的LED发光装置的构造的方框图。LED发光装置包括PWM发生器210、LED驱动器220、LED光源230、温度检测器240和温度-电流转换器250。
PWM发生器210产生用于驱动LED光源230的R、G、B LED阵列的PWM信号，并且将PWM信号输入到LED驱动器220中。PWM信号是经过脉宽调制的信号，用于保持R、G、B LED阵列的亮度和色度的最佳水平。
LED驱动器220根据从PWM发生器210输出的PWM信号将驱动电流供应到LED光源230的每个R、G、B LED阵列，以使LED光源230发光。此外，LED驱动器220根据从温度-电流转换器250输入的电流命令值来改变PWM脉冲的振幅，并且利用改变后的PWM信号将电流供应到LED光源230。
LED光源230包括R、G、B LED元件，还可包括其它颜色的LED元件。另外，LED光源230可用LED元件和其它光源的组合来构造。
温度检测器240检测LED光源230的温度并且产生与检测的温度对应的温度信息。温度检测器240可以是负温度系数(NTC)热敏电阻、正温度系数(PTC)热敏电阻、热敏元件等。
温度-电流转换器250接收从温度检测器240输出的指示LED光源230的温度的温度信息，将温度信息T转换为电流命令值，以补偿由于温度的改变而导致的从LED元件输出的光的波长的改变，并且将电流命令值输入到LED驱动器220中。
温度-电流转换器250可存储将光源的温度与用于校正由于温度而导致的波长的改变的电流命令值联系起来的数据。该数据可以，例如，按照查询表的形式存储在存储器中。这样，当操作发光装置时，温度-电流转换器250读取与温度检测器240检测到的温度对应的电流命令值，然后将读取的电流命令值输出到LED驱动器220。另一种方式是，如果电流和光源的波长之间的关系式和温度与光源的波长之间的关系式已知，则温度和电流命令值之间的关系式可被推导出，以校正从光源输出的光的波长。在这种情况下，可利用推导出的关系式来产生电流命令值。随后，LED驱动器220根据从温度-电流转换器250输入的电流命令值改变PWM脉冲的振幅，并利用具有改变后的振幅的PWM信号将电流供应到LED光源230。
图3是表示根据本发明示例性实施例的LED发光装置的构造的详细方框图，该LED发光装置根据温度的改变校正从发光元件输出的光的波长。LED发光装置包括PWM发生器310、LED驱动器320、LED光源330、温度检测器340和温度-电流转换器350。为了方便描述，图3中显示的LED驱动器320和LED光源330仅具有一个LED元件和用于驱动所述LED元件的一个驱动器，但是，本发明并不限于此。图3中的PWM发生器310、温度-电流转换器350和LED光源330与图2中的相应元件具有相同构造，因此，省略对它们的描述。
温度检测器340用NTC热敏电阻来实现，当温度升高时电阻降低，反之亦然。随着NTC热敏电阻的电阻根据LED光源330的温度而变化，NTC热敏电阻340和电阻R2之间的接点的电压值也同样地变化。电压值作为温度信息被输入到温度-电流转换器350中。
LED驱动器320包括补偿器321、MOS场效应晶体管(MOSFET)322和电阻R1。补偿器321接收通过电阻R1检测到的电流值和从温度-电流转换器350输出的电流命令值，并且执行模拟调光以控制PWM信号的振幅。结果，供应到LED光源330的电流值与电流命令值相等。例如，为了校正由于LED光源330的温度改变而导致的波长的改变，假设LED光源330所需的电流为1mA。但是，如果在电阻R1和MOSFET 322之间的接点检测到的并且反馈到补偿器321的电流是0.8mA，则补偿器321增大PWM脉冲的振幅，使得流入MOSFET 322的电流变成1mA。从补偿器321输出的PWM信号被传输到MOSFET 322的栅极，MOSFET 322是用于根据PWM脉冲信号的开/关周期调节供应到LED光源330的驱动电流的开关元件。本发明的该示例性实施例使用线性方法LED驱动器，但是本发明不限于此。例如，LED驱动器可用使用开关方法的驱动器来构造。
根据本发明另一示例性实施例的LED发光装置利用电流命令值改变PWM信号的振幅，以校正波长并且校正由于温度的改变而导致的从发光装置输出的光的波长的改变。结果，波长被保持为一致。
图4是表示用于控制根据本发明示例性实施例的LED发光装置的方法的流程图。
参照图2和图4，温度检测器240检测LED光源230的温度并且输出代表检测的温度的信息(S410)。
温度-电流转换器250利用温度信息和从LED光源230输出的光的波长之间的关系产生电流命令值来校正LED光源230的波长的改变，并且将所述电流命令值输入到LED驱动器220(S420)。
LED驱动器220根据电流命令值调节PWM信号的振幅并且将驱动电流供应到LED光源230(S430)。
LED光源230根据LED驱动器220供应的电流发光。
从以上描述中可以理解，根据本发明示例性实施例的LED发光装置利用PWM调光方法和模拟调光方法的结合来校正由于温度的改变而导致的光源的波长的改变。因此，可防止颜色坐标和图形质量的改变或者颜色控制的误差。
虽然已经参照本发明的示例性实施例显示并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出形式和细节上的各种改变。

Claims (18)

1.一种发光装置，包括：
温度-电流转换器，基于指示光源的温度的温度信息产生电流命令值；
光源驱动器，接收电流命令值，调节脉宽调制信号的振幅，并且根据调节后的脉宽调制信号来控制光源的驱动电流。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，电流命令值被产生以校正由于光源的温度改变而导致的输出光的波长的改变。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，光源驱动器包括：
补偿器，接收电流命令值和用于驱动光源的电流，调节脉宽调制信号的振幅，输出调节的脉宽调制信号；
开关单元，根据调节的脉宽调制信号来控制供应到光源的驱动电流。
4.如权利要求1所述的发光装置，其中，温度-电流转换器包括存储与光源的温度对应的电流命令值的查询表。
5.如权利要求1所述的发光装置，其中，温度-电流转换器利用指示光源的温度和电流命令值之间的关系的函数来产生电流命令值。
6.如权利要求1所述的发光装置，还包括：
温度检测器，检测光源的温度并且将温度信息提供到温度-电流转换器。
7.如权利要求1所述的发光装置，其中，光源包括发光二极管元件。
8.如权利要求1所述的发光装置，其中，光源包括激光二极管元件。
9.如权利要求1所述的发光装置，其中，发光装置是发光二极管背光装置。
10.一种用于控制发光装置的方法，包括以下步骤：
基于指示光源的温度的温度信息产生电流命令值；
根据电流命令值调节脉宽调制信号的振幅；
根据调节后的脉宽调制信号将电流供应到光源。
11.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，其中，电流命令值被产生以校正由于光源的温度改变而导致的输出光的波长的改变。
12.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，其中，调节脉宽调制信号的振幅的步骤包括基于电流命令值和用于驱动光源的电流两者来调节脉宽调制信号的振幅的步骤。
13.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，其中，在产生电流命令值的步骤中，利用存储与光源的温度对应的电流命令值的查询表来产生电流命令值。
14.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，其中，在产生电流命令值的步骤中，利用指示光源的温度和电流命令值之间的关系的函数来产生电流命令值。
15.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，还包括以下步骤：
检测光源的温度和产生温度信息。
16.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，其中，光源包括发光二极管元件。
17.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，其中，光源包括激光二级管元件。
18.如权利要求10所述的用于控制发光装置的方法，其中，发光装置是发光二极管背光装置。
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