CN101227777A

CN101227777A - 发光装置及其控制方法

Info

Publication number: CN101227777A
Application number: CNA2007101638240A
Authority: CN
Inventors: 萨文志
Original assignee: Qimeng Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Qimeng Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2006-10-08
Filing date: 2007-09-30
Publication date: 2008-07-23

Abstract

本发明公开了发光装置及其控制方法。该种发光装置包括至少一发光单元、一第一开关单元、一储能单元以及一光感测控制单元。第一开关单元与发光单元电性连接；储能单元与第一开关单元电性连接，并储存一电能量；光感测控制单元与储能单元电性连接，并感测发光单元的一发光能量，并依据发光能量调节电能量大小，而第一开关单元依据电能量大小以控制发光单元。本发明能够准确地控制发光单元的亮度，且能够降低成本。

Description

发光装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种发光装置及其控制方法，特别是涉及一种具有自回授(self-feedback)功能的发光装置及其控制方法。

背景技术

于液晶显示装置(LCD apparatus)中，一般是使用阴极荧光灯作为一背光模组的发光单元。然而，因为阴极荧光灯对于色彩的表现较不如发光二极管(light emitting diode，LED)，因此，在发光二极管的技术逐渐成熟的前提下，目前已有业者将发光二极管作为液晶显示装置的背光模组的光源使用。

液晶显示装置例如液晶电视，其背光模组所需的发光二极管数量通常需要数十至数百颗，而为了使其能够呈现真实的色彩或较佳的显示画面，因此控制发光二极管的平均亮度即成为相当重要的技术之一。

请参照图1A所示，现有的背光模组具有多个发光二极管11、一光感测器12及一控制器13。光感测器12于各发光二极管11发光时接收其所产生的光线，并据以产生一回授信号至控制器13，再由控制器13依据回授信号来调整相对应的发光二极管11的亮度。

近来又有业者提出另一种现有的背光模组，于该现有的背光模组中，其将多个发光二极管11区分为多个区域，请参照图1B所示，例如，其将多个发光二极管11区分为12个区域，每一区域例如由四个发光二极管11搭配一个光感测器12，以分区调整发光二极管的亮度。然而，由于发光二极管11被区分为12个区域，因此用以调整发光二极管11的亮度的控制器(未示于图)需要具有12个通道，以分别控制12个区域的发光二极管11的亮度。而当背光模组的发光二极管数量越多而被区分为更多区域时，控制器所需的通道数量即会随之增加，如此一来将增加控制器的成本。

承上所述，不论上述的何种方法，皆必须借由光感测器来检测发光二极管的发光强度，并在回授后据以调整发光二极管的功率，而为达到现有的目的均需要花费非常高的成本，因此，如何使发光单元的亮度能够受到完善的控制，并且能够降低成本的支出，实属当前重要课题之一。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的发光装置及其控制方法存在的缺陷，而提供一种新型结构的发光装置及其控制方法，所要解决的技术问题是使其能够准确地控制发光单元的亮度，且能够降低成本，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光装置，其特征在于包括：

至少一发光单元；

至少一第一开关单元，与该发光单元电性连接；

至少一储能单元，与该第一开关单元电性连接，并储存一电能量；以及

至少一光感测控制单元，与该储能单元电性连接，并感测该发光单元的一发光能量，并依据该发光能量调节该电能量大小，而该第一开关单元依据该电能量大小以控制该发光单元。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的发光装置，其中所述的储能单元为一电荷储存单元。

前述的发光装置，其还包括：

一开关控制单元，其分别与该储能单元及该第一开关单元电性连接，并依据该电能量而产生一控制信号以控制该第一开关单元。

前述的发光装置，其中所述的开关控制单元包括一比较器。

前述的发光装置，其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元、该第一开关单元及该开关控制单元的至少其中之二是设置于一集成电路中。

前述的发光装置，其中所述的光感测控制单元调节该电能量及其所对应的一电压，该比较器比较该电压与一临界电压，并依据比较的结果，经由该第一开关单元控制该发光单元。

前述的发光装置，其中所述的光感测控制单元包括一光感测回路，该光感测回路感测该发光单元的一发光能量，该光感测控制单元并据以调节该电能量及其所对应的该电压。

前述的发光装置，其中所述的光感测回路包括一光感测元件。

前述的发光装置，其中所述的光感测控制单元还包括一背景参考值产生回路，该背景参考值产生回路产生一背景参考值讯号，该光感测控制单元更依据该背景参考值讯号以补偿所受该光感测元件的背景暗电流的影响。

前述的发光装置，其中所述的背景参考值产生回路包括一背景参考值元件。

前述的发光装置，其中所述的临界电压为一预设的临界电压值或由一临界电压产生回路产生。

前述的发光装置，其中所述的临界电压产生回路包括一背景参考值元件。

前述的发光装置，其中所述的背景参考值元件为一感光二极管或一光敏电阻。

前述的发光装置，其中所述的光感测元件及该背景参考值元件为相同形式的元件。

前述的发光装置，其还包括：

一遮光单元，该遮光单元遮蔽该背景参考值元件。

前述的发光装置，其中所述的遮光单元的材质为金属、多晶硅或遮光油墨。

前述的发光装置，其中所述的光感测控制单元还包括一电流减法器或一电流镜。

前述的发光装置，其中所述的光感测控制单元还包括一彩色滤光片，其邻设于该光感测回路。

前述的发光装置，其中所述的发光单元包括一发光二极管。

前述的发光装置，其中所述的第一开关单元包括一双载子电晶体或一场效电晶体。

前述的发光装置，其中所述的第一开关单元更具有一准位移动回路，与该开关元件电性连接。

前述的发光装置，其中所述的准位移动回路包括一电阻器、一双载子电晶体及/或一金氧半场效电晶体。

前述的发光装置，其为一封装体。

前述的发光装置，其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元及该第一开关单元的至少其中之二是设置于一集成电路中。

前述的发光装置，其还包括：

一第二开关单元，其与该储能单元电性连接，并借由该第二开关单元，以将该电能量输入该储能单元。

前述的发光装置，其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元、该第一开关单元及该第二开关单元的至少其中之二设置于一集成电路中。

前述的发光装置，其中所述的第二开关单元包括一双载子电晶体、一金氧半场效电晶体及/或一反向器。

前述的发光装置，其还包括：

一列驱动回路，与该第二开关单元电性连接，以控制该第二开关单元的开、关；以及

一行驱动回路，与该第二开关单元电性连接，以将该电能量输入该储能单元。

前述的发光装置，其还包括：

一电源供应单元，其与该发光单元电性连接，并提供一电源至该发光单元。

前述的发光装置，其中所述的还包括一限流单元，其分别与该电源供应单元及该发光单元电性连接。

前述的发光装置，其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元、该第一开关单元及该限流单元的至少其中之二设置于一集成电路中。

前述的发光装置，其中所述的还包括一整流单元，其分别与该发光单元及该电源供应单元电性连接。

前述的发光装置，其中所述的光感测控制单元与该储能单元并联连接。

前述的发光装置，其中所述的第一开关单元与该发光单元并联连接。

前述的发光装置，其中所述的第一开关单元与该发光单元串联连接。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光装置，其包括：至少一发光单元；以及一集成电路，具有至少一第一开关单元、至少一光感测控制单元及至少一储能单元，其中该第一开关单元与该发光单元电性连接，该储能单元与该第一开关单元电性连接，并储存一电能量，该光感测控制单元与该储能单元电性连接，并感测该发光单元的一发光能量，并依据该发光能量调节该电能量大小，而该第一开关单元依据该电能量大小以控制该发光单元。

前述的发光装置，其中所述的储能单元为一电荷储存单元。

前述的发光装置，其中所述的集成电路还包括一开关控制单元，其分别与该储能单元及该第一开关单元电性连接，并依据该电能量而产生一控制信号以控制该第一开关单元。

前述的发光装置，其中所述的开关控制单元包括一比较器。

前述的发光装置，其还包括：

一遮光单元，该遮光单元遮蔽该背景参考值元件。

前述的发光装置，其中所述的发光单元包括一发光二极管。

前述的发光装置，其中所述的第一开关单元具有一开关元件。

前述的发光装置，其中所述的开关元件包括一双载子电晶体或一场效电晶体。

前述的发光装置，其中所述的集成电路还包括一第二开关单元，其与该储能单元电性连接，并借由该第二开关单元，以将该电能量输入该储能单元。

前述的发光装置，其中所述的第二开关单元包括一双载子电晶体、一场效电晶体、一金氧半场效电晶体及/或一反向器。

前述的发光装置，其还包括：

一列驱动回路，与该第二开关单元电性连接，以控制该第二开关单元；以及

前述的发光装置，其还包括：

前述的发光装置，其中所述的集成电路还包括一限流单元，其分别与该电源供应单元及该发光单元电性连接。

前述的发光装置，其还包括一整流单元，其分别与该发光单元及该电源供应单元电性连接。

前述的发光装置，其其为一封装体。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光装置的控制方法，其中该发光装置具有至少一发光单元、一第一开关单元、一储能单元以及一光感测控制单元，该第一开关单元与该发光单元电性连接，该储能单元与该第一开关单元电性连接，该光感测控制单元与该储能单元电性连接，其中所述的控制方法包括：储存一电能量于该储能单元中；依据该电能量导通该第一开关单元，以使该发光单元发光；由该光感测控制单元感测该发光单元的发光能量，并调节该储能单元所储存的该电能量；以及依据该电能量关闭该第一开关单元，以终止该发光单元发光。

前述的的控制方法，其还包括将一电源输入至该发光单元。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：

为了达到上述目的，本发明提供了一种发光装置包括至少一发光单元、一第一开关单元、一储能单元以及一光感测控制单元。第一开关单元与发光单元电性连接；储能单元与第一开关单元电性连接，并储存一电能量；光感测控制单元与储能单元电性连接，并感测发光单元的一发光能量，并依据发光能量而调节电能量的大小，而第一开关单元依据电能量大小以控制发光单元。

另外，为了达到上述目的，本发明另提供了一种发光装置包括至少一发光单元以及一集成电路。集成电路具有一第一开关单元、一储能单元以及一光感测控制单元。第一开关单元与发光单元电性连接；储能单元与第一开关单元电性连接，并储存一电能量；光感测控制单元与储能单元电性连接，并感测发光单元的一发光能量，并依据发光能量调节电能量的大小，而第一开关单元依据电能量大小以控制发光单元。

再者，为了达到上述目的，本发明再提供了一种发光装置的控制方法，其中发光装置具有至少一发光单元、一第一开关单元、一储能单元以及一光感测控制单元，该第一开关单元与该发光单元电性连接，该储能单元与该第一开关单元电性连接，该光感测控制单元与该储能单元电性连接，控制方法包括以下步骤：储存一电能量于储能单元中；依据电能量导通第一开关单元，以使发光单元发光；由光感测控制单元感测发光单元的发光能量，并调节储能单元所储存的电能量；以及依据电能量关闭第一开关单元，以终止发光单元发光。

借由上述技术方案，本发明发光装置及其控制方法至少具有下列优点：本发明的一种发光装置及其控制方法利用光感测控制单元在接受到点亮后的发光单元的光线后，即会产生漏电流的特性，来消耗或调节储存于储能单元中的电能量，并在电能量消耗完后即使得发光单元关闭，借此即能够由储能单元所储存的电能量决定发光单元的发光时间，以控制发光单元的亮度。另外，借由集成电路的模组化即能够有效地减少元件数量，以降低成本。又，可利用光感测控制单元中一光感测元件在接受到发光单元的光照后，即会产生光电流的特性，来调节储能单元中的电能量。另外，再利用另一不受光照的背景参考值元件，来产生背景暗电流参考值，并依据光电流与背景暗电流参考值的差值来调节储能单元中的电能量，如此可补偿背景暗电流所造成的影响。另一种补偿方式为，在一临界电压产生回路中，根据一背景值参考元件调整临界电压，以在比较器的比较运算时，抵销背景暗电流所造成的影响。借此比较器即能决定发光单元的发光时间，以控制发光单元的累积发光能量，亦即，在累积发光能量到达预设值时，经由第一开关单元控制发光单元结束发光。

本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在装置或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的发光装置及其控制方法具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A为现有调整发光二极管亮度的一架构示意图。

图1B为现有发光装置的一部分示意图。

图2为本发明第一实施例的一种发光装置的一方块示意图。

图3A与图3B为本发明第一实施例的发光装置的部分组件设置于一集成电路的方块示意图。

图3C与为本发明第一实施例的发光装置的集成电路与发光单元设置于一封装体的方块示意图。

图4为本发明第一实施例的发光装置中储能单元所储存的电能量与发光单元的发光时间的一关系图。

图5为本发明第一实施例的发光装置中发光单元与第一开关单元以并联方式连接的形态。

图6为本发明第一实施例的发光装置的另一方块示意图。

图7A与图7B为本发明第一实施例的发光装置执行分区控制的示意图。

图8为本发明第二实施例的一种发光装置的一示意图。

图9为本发明第二实施例的一种发光装置的另一示意图。

图10为本发明较佳实施例的一种发光装置的控制方法的一流程图。

图11A为本发明第三实施例的发光装置示意图。

图11B为本发明第三实施例的发光装置的一变化形态示意图。

图12A为本发明第三实施例的发光装置的另一变化形态示意图。

图12B为本发明第三实施例的发光装置的又一变化形态示意图。

图13A为本发明第四实施例的发光装置示意图。

图13B及图13C为本发明第四实施例的发光装置另一形态示意图。

图14为本发明第四实施例的发光装置又一形态示意图。

图15A至图15C为图14中的减法器的不同形态示意图。

11：发光二极管 12：光感测器

13：控制器 2、3、4、5：发光装置

21、31、31′、41、51：发光单元

22、32、42、52：第一开关单元

23、33、43：储能单元

24、34、44、54：光感测控制单元

25、35、45：第二开关单元 26、36、46：电源供应单元

27、37：限流单元 28、38、48：开关控制单元

39：整流单元 421：开关元件

422：准位移动回路 422a、441b、C1b：电阻器

422b、451、452：MOSFET 441、541：光感测回路

441a、541a：光感测元件 453：反向器

542：背景参考值产生回路 542a、C1a：背景参考值元件

542b：电流减法器 B：遮光单元

C1：临界电压产生回路 DG、DG′：列驱动回路

DS、DS′：行驱动回路 E_V：电能量大小

I₁、I₂：电流 IC1、IC2：集成电路

M1、M2：电流镜 O1、O2：运算放大器

P1：封装体 T_ON：导通时间

V1：电压 V2：临界电压

S01-S04：发光装置的控制方法步骤

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的态样其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

第一实施例

请参照图2所示，依据本发明第一实施例的发光装置2包括至少一发光单元21、一第一开关单元22、一储能单元23以及一光感测控制单元24。

发光单元21可包括一冷阴极荧光灯、一热阴极荧光灯或一发光二极管。于本实施例中，发光单元21以发光二极管为例。另外，发光二极管可以是白色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管或蓝色发光二极管。

第一开关单元22与发光单元21电性连接。其中，第一开关单元22可包括一双载子电晶体(BJT)或一场效电晶体(FET)。于本实施例中，第一开关单元22以MOS场效电晶体为例。

储能单元23与第一开关单元22电性连接，并储存一电能量。于本实施例中，储能单元23例如为一电荷储存单元，且电荷储存单元包括一电容器，而电能量则以电压形式储存于电容器中。当然，依据不同储能单元的特性，电能量可以不同的型式(例如电流)储存于储能单元中。

光感测控制单元24与储能单元23电性连接，并感测发光单元21的一发光能量，并依据发光能量来调节电能量大小，而第一开关单元22依据储能单元23所储存的电能量大小进行开(turn on)、关(turn off)的动作，以控制发光单元21发光与否。在此所谓的开、关动作是指开关单元依据电能量较大的幅度转变所做的动作。于本实施例中，光感测控制单元24可包括一感光二极管(photo diode)，其与储能单元23并联连接，当然光感测控制单元24亦可包括一控制回路，并将其与感光二极管电性连接，以做额外的控制。

需注意者，于此所述的电性连接可为直接电性连接或间接电性连接，而所谓的间接电性连接指二元件之间借由另一元件使其相互电性连接之意。

另外，若发光二极管为具有颜色的发光二极管，为了能够针对特定波长范围作感光，则光感测控制单元24还可包括一彩色滤光片。彩色滤光片对应于发光二极管的发光波长，其可以是红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片或白色滤光片，甚至也可以是红外线滤光片。

承上所述，于本实施例中，不论发光装置2具有单一发光单元21或多个发光单元21，发光装置2皆能够维持其总发光能量能够一致。以下以图2所示的电路来进一步说明本发明的发光装置2。Q表示电容器所储存的电荷量(charge)，亦即储能单元23所储存的电荷量；C表示电容器的电容量(capacitance)，亦即储能单元23的电容量；V表示电容器的跨压，亦即储能单元23的跨压；t表示电容放电时间；α表示已知数；I表示流经光感测控制单元24的电流；L表示发光单元21的发光功率；E表示发光单元的总发光能量，而其总发光能量的方程式推导如下：

Q＝I*t＝C*V (1)

t = \frac{C * V}{I} - - - (2)

I＝α*L (3)

E = L * t = \frac{C * V}{α} - - - (4)

由式(1)至(4)可得知，由于流经光感测控制单元24的电流与发光单元21的发光功率呈正比关系，而电容器的电容值为一固定值，故发光单元21的总发光能量即可由电容器的跨压(即输入电容器的电压)所决定，也因此能够免除必需借由控制发光单元21的发光功率来维持其发光能量。换言之，当发光单元21的发光功率比较大时，则光感测控制单元24将会使电容器所储存的电能量比较快速消耗，反之，当发光单元21的发光功率比较小时，则光感测控制单元24将会使电容器所储存的电能量比较慢消耗，进而达到在不同的发光功率下，仍可以维持发光单元21的总发光能量一致的效果。

在此，要特别说明的是，于本实施例中借由光感测控制单元24感测发光单元21的发光能量，并据以消耗电容器的电能量，反之，亦可借由光感测控制单元24感测发光单元21的发光能量，并据以增加电容器的电能量，此时上述的t则是代表充电时间。进而言之，即是可借由光感测控制单元24感测发光单元21的发光能量，据以调节电容器的电能量大小。

请参照图3A所示，发光装置2更可包括一第二开关单元25、一电源供应单元26以及一限流单元27。其中，第二开关单元25与储能单元24电性连接，并借由控制第二开关单元25，以将电能量输入至储能单元24中；电源供应单元26与发光单元21电性连接，并提供一电源至发光单元21；限流单元27分别与电源供应单元26以及发光单元21电性连接，以限制驱动发光单元21发光的电源强度，避免过大的电源强度损坏发光单元21。于本实施例中，第二开关单元25可与第一开关单元22相同包括双载子电晶体或场效电晶体；电源供应单元26例如为一电压源或一电流源，其提供一直流电源至发光单元21；限流单元27为一电阻器。

另外，于本实施例中，第一开关单元22、储能单元23、光感测控制单元24以及第二开关单元25的至少其中之二可设置于一集成电路(Integrated Circuit)IC1中(如图3A所示)。而更进一步，第一开关单元22、储能单元23、光感测控制单元24、第二开关单元25以及限流单元27的至少其中之二亦可设置于一集成电路IC2中(如图3B所示)，更甚者，发光单元21亦可设置于集成电路IC1或IC2中。

再者，于本实施例中，发光装置2可为一封装体(package)P1，而发光单元21与集成电路IC1或集成电路IC2则设置于封装体P1中(如图3C所示)。由于封装技术众多，且多为封装技术领域的技术者所熟悉，故于此并不加以限定封装体P1的封装方式。值得注意的是，发光装置2除了可为单一的封装体之外，亦可以为一背光模组、一般照明装置、一发光二极管显示器或其他领域的发光装置，于此并不加以限制。

上述中，设置于集成电路或封装体中的组合形态并不以此为限，其依据实际设计所需而可自由选用。当然，若在一个集成电路或封装体中设置多组第一开关单元22、储能单元23、光感测控制单元24、第二开关单元25、限流单元27或控制回路，亦是能够达成的。

利用集成电路或封装体，除可使发光装置2模组化之外，亦能够使光感测控制单元24更精确地接受到发光单元21所产生的光线，而可减少外在环境光的干扰。

请再参照图3B所示，当第二开关单元25导通时，则发光装置2将电能量(电压)经由第二开关单元25而输入至储能单元23。而当储能单元23所储存的电能量足以导通第一开关单元22时，在第一开关单元22导通时则发光单元21同时被点亮，于此同时，光感测控制单元24接受发光单元21所产生的光线照射而开始漏电并消耗储能单元23所储存的电能量。于本实施例中，光感测控制单元24以定电流放电来消耗电能量，其放电速率与发光单元21的亮度约呈正比关系。另外，当发光单元21的发光能量越强，则光感测控制单元24消耗电能量的速率也越快。而当电能量被消耗完后(即电压小于第一开关单元22的导通临界电压值)，第一开关单元22随即关闭，而发光单元21亦随之关闭而终止发光。

请参照图4所示，简而言之，即是发光单元21的导通(发光)时间T_ON随着储能单元23所储存的电能量大小E_V而改变，而

E_{V} = \frac{Q \times V}{2} = \frac{C \times V^{2}}{2}

因此控制储能单元23所储存的电能量大小E_V，即能够控制发光单元21的平均亮度。例如增加储能单元23所储存的电能量(例如提高电压值)，则光感测控制单元24的放电时间则相对的增加，因此发光单元21的发光时间即会增加。

上述说明及图式以第一开关单元22与发光单元21串联的方式说明，然而，在实际的设计考量下，如图5所示，第一开关单元22与发光单元21亦可以并联的方式连接，仍然能够达到借由光感测控制单元24感测发光单元21的发光能量，以调节电容器的电能量大小，进而控制发光单元21的功效。

另外，请参照图6所示，于本实施例中，发光单元21更可包括三组以并联方式电性连接的发光二极管，而限流单元27则包括三个与三组发光二极管相对应电性连接的电阻器。其中三组发光二极管可分别为红色发光二极管、绿色发光二极管及蓝色发光二极管或其他颜色的发光二极管。

再者，于本实施例中，发光装置2更可包括一开关控制单元28、一列驱动回路(row driving circuit)DG及一行驱动回路(column drivingcircuit)DS。

开关控制单元28分别与第一开关单元22及储能单元23电性连接，并依据储能单元23所储存的电能量产生一控制信号以控制第一开关单元22进行开、关动作。当然开关控制单元28亦可设置于集成电路IC1或IC2中。

列驱动回路DG与第二开关单元25电性连接，以控制第二开关单元25的开、关动作，而行驱动回路DS亦与第二开关单元25电性连接，以在第二开关单元25处于导通状态时，将电能量经由第二开关单元25输入至储能单元23。于本实施例中，由于第二开关单元25可为一MOS场效电晶体，因此列驱动回路DG可为一闸极驱动回路，并与第二开关单元25的闸极电性连接；而行驱动回路DS可为一源极驱动回路，并与第二开关单元25的源极电性连接。

请参照图6及图7A所示，于本实施例中，当发光装置2中具有多组发光单元21时，则行驱动回路DS及列驱动回路DG能够以行、列设置方式而与第二开关单元25电性连接，并分别控制的，进而控制发光单元21。例如当发光装置2将光源区分为12个区域而进行控制时，意即发光装置2具有12组发光单元21时，即能够以3组列驱动回路DG以及四组行驱动回路DS来控制12个区域的第二开关单元25并进而控制发光单元21，因此其所需的控制晶片仅需要7个通道即能够控制12个区域的发光单元21。另外，此架构的电源供应单元26可共用。

就整体观之，如图7B所示，其由封装体P1、列驱动回路DG以及行驱动回路DS配合应用，而集成电路IC1及发光单元21则设置于封装体P1中。

第二实施例

请参照图8所示，以说明本发明第二实施例的发光装置3，其包括一发光单元31、一第一开关单元32、一储能单元33、一光感测控制单元34、一第二开关单元35、一电源供应单元36、一限流单元37、一开关控制单元38、一列驱动回路DG′以及一行驱动回路DS′。

其中，储能单元33、光感测控制单元34、第二开关单元35、开关控制单元38、列驱动回路DG′以及行驱动回路DS′与本发明第一实施例的储能单元23、光感测控制单元24、第二开关单元25、开关控制单元28、列驱动回路DG以及行驱动回路DS的架构及功能相同，故于此不再加以赘述。

值得一提的是，发光单元31、第一开关单元32、储能单元33、光感测控制单元34、第二开关单元35、开关控制单元38的至少其中之二可设置于一集成电路中(图未显示)。

与第一实施例不同的是，于第二实施例中，发光单元31包括由至少二发光二极管所形成的二极管环(diode ring)；电源供应单元36提供一交流电源以于交流电源的正半周与负半周的期间内分别驱动发光二极管；而限流单元37为一电容器，其不会消耗电路中的实功率，因此能够减少电路中功率的损耗，而达到提升效率的功效。当然，于不同的电路架构中，限流单元37亦可以为一电感器。

另外，请参照图9所示，本发明第二实施例的发光装置3的另一形态，其中电流供应单元36亦产生交流电源，发光单元31′包括一发光二极管或包括多个以串联电性连接的发光二极管，而一整流单元39分别与限流单元37及发光单元31′电性连接。于本实施例中，整流单元39为一全桥式整流回路，其可将交流电源转换为直流电源之后再输入至发光单元31′。如此一来，限流单元37仍可为电容器，因而不会消耗电路中的实功率以减少功率的损耗，而达到提升效率的功效。

第三实施例

请参照图11A所示，本发明第三实施例的发光装置4与前述实施例的差异在于：开关控制单元48包括一比较器，而光感测控制单元44包括一光感测回路441。光感测回路441感测发光单元41的发光能量，光感测控制单元44并调节电能量及其所对应的一电压V1。然而无光照时，光感测回路441亦会因感测环境温度而产生背景暗电流，并消耗电能量及其所对应的电压V1。借此，开关控制单元48会比较电压V1及一临界电压V2，并依据比较的结果，经由第一开关单元42控制发光单元41。

另外，本实施例中，临界电压V2由一临界电压产生回路C1提供。其中，光感测回路441包括一光感测元件441a，临界电压产生回路C1则包括一背景参考值元件C1a。

光感测元件441a包括一感光二极管或一光敏电阻，背景参考值元件C1a亦包括一感光二极管或一光敏电阻。于本实施例中，光感测元件441a及背景参考值元件C1a皆以一感光二极管为例作说明。其中，光感测元件441a及背景参考值元件C1a为相同形式的元件，但背景参考值元件C1a被遮蔽不受光照，即其与发光单元41的发光能量无作用。另外，于本实施例中，发光装置4还包括一遮光单元B，其用以遮蔽背景参考值元件C1a。遮光单元B的材质例如为金属、多晶硅或遮光油墨，并可利用一半导体制程形成。

第二开关单元45包括BJT、金氧半场效电晶体(MOSFET)及/或反向器，于本实施例中以二MOSFET 451、452搭配一反向器453为例作说明，第二开关单元45并与储能单元43及光感测控制单元44电性连接。因此，当MOSFET 451为on时，电荷会输入至储能单元43中，而当MOSFET 451为off时，开关讯号经反向器453反向后MOSFET 452则为on，储能单元43中所储存的电能量会输入至光感测控制单元44中。

因此，光感测回路441除了因感测发光单元41的发光能量而产生光电流外，亦会因环境温度而产生背景暗电流。而光感测回路441会依据光电流与暗电流总合来产生电压V1。另外，不受光照的临界电压产生回路C1则仅会依据暗电流产生临界电压V2。

借此，开关控制单元48可将光感测回路441所产生的电压V1与临界电压产生回路C1产生的临界电压V2相比较，即可抵消暗电流的影响。再借由开关控制单元48控制第一开关单元42中开关元件421来控制发光单元41。

又，请参照图11B所示，于本实施例中，光感测回路441更可包括一电阻器441b，临界电压产生回路C1亦还包括一电阻器C1b，借由二电阻器441b、C1b分别与光感测回路441及临界电压产生回路C1的二感光二极管串联，可使光感测回路441与临界电压产生回路C1具有分压器的功能。

另外，请参照图12A所示，于本实施例中，第一开关单元42具有一开关元件421及一准位移动回路422，准位移动回路422包括电阻器、BJT及/或MOSFET，并与开关元件421电性连接。准位移动回路422可用来提升输入开关元件421的电压准位，并可滤除输入讯号中的杂讯，以使开关单元42的反应更为灵敏。另外，请参照图12B所示为准位移动回路422的一种设计方式，准位移动回路422可借由一电阻器422a及一MOSFET 422b串联构成。

最后，需注意者，准位移动回路422的设计方式不以本实施例为限，端以能使其具有必要功能为优先考量。

第四实施例

请参照图13A所示，本发明第四实施例的发光装置5与第三实施例的差异在于：临界电压V2为一预设的临界电压值，而光感测控制单元54中更具有一背景参考值产生回路542，其并产生一背景参考值讯号，且光感测控制单元54更依据背景参考值讯号以补偿所受光感测元件的背景暗电流的影响。其中，背景参考值产生回路542包括一背景参考值元件542a，而背景参考值元件542a与第三实施例中的背景参考值元件C1a相同，因此，于此不再赘述。

因此，借由光感测回路541的光感测元件541a及背景参考值元件542a形成的分压器所产生的电压V1与临界电压V2做比较，借此亦可将环境温度所产生的背景暗电流的影响抵消。

另外，请参照图13B所示，背景参考值元件542a亦可先与一电流镜M1电性连接，将暗电流复制输出。请参照图13C所示，为控制背景参考值元件542a的偏压，于本实施例中，电流镜M1亦可再与一运算放大器O1做连接。需注意者，电流镜M1的设计方式不以本实施例为限，端以能提高整体电路效能为优先考量。

又，请参照图14所示，本发明第四实施例的发光装置5的又一形态，其中光感测控制单元54的背景参考值产生回路542还包括一电流减法器542b，其并与光感测元件541a及背景参考值元件542a电性连接，借此亦可将背景暗电流抵消。

接着，请参照图15A至图15C所示，电流减法器542b可利用一电流镜M2搭配一运算放大器O2做不同的设计，而I₁与I₂分别表示流经光感测元件541a及背景参考值元件542a中的感光二极管的电流。其中，需注意者，电流减法器542b的设计方式不以本实施例为限，依不同的要求则可有不同的设计方式，端以能提高整体电路效能为优先考量。

请参照图10所示，本发明较佳实施例的发光装置的控制方法包括以下步骤：步骤S01储存一电能量于储存单元中；步骤S02依据电能量导通第一开关单元，以使发光单元发光；步骤S03由光感测控制单元感测发光单元的发光能量，并调节储能单元所储存的电能量；以及步骤S04依据电能量关闭第一发光单元，以终止发光单元发光。由于详细的控制方法已于上述实施例中一并说明，故于此不再多加赘述。

综上所述，因依据本发明的一种发光装置及其控制方法利用光感测控制单元在接受到点亮后的发光单元的光线后，即会产生漏电流的特性，来消耗或调节储存于储能单元中的电能量，并在电能量消耗完后立即使发光单元关闭，借此即能够由储能单元所储存的电能量决定发光单元的发光时间，以控制发光单元的总发光能量。另外，借由行、列的控制方式，即可减少控制晶片所需的通道数，因此亦可减少发光装置的成本。再者，搭配交流电源以及限流元件的选用，亦可有效地降低实功率的消耗。又，可利用光感测控制单元中一光感测元件在接受到发光单元的光照后，即会产生光电流的特性，来调节储能单元中的电能量。另外，再利用另一不受光照的背景参考值元件，来产生背景暗电流参考值，并依据光电流与背景暗电流参考值的差值来调节储能单元中的电能量，如此可补偿背景暗电流所造成的影响。另一种补偿方式为，在一临界电压产生回路中，根据一背景值参考元件调整临界电压，以在比较器的比较运算时，抵销背景暗电流所造成的影响。借此比较器即能决定发光单元的发光时间，以控制发光单元的累积发光能量，亦即，在累积发光能量到达预设值时，经由第一开关单元控制发光单元结束发光。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种发光装置，其特征在于包括：

至少一发光单元；

至少一第一开关单元，与该发光单元电性连接；

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的储能单元为一电荷储存单元。

3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其还包括：

4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于其中所述的开关控制单元包括一比较器。

5.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元、该第一开关单元及该开关控制单元的至少其中之二是设置于一集成电路中。

6.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元调节该电能量及其所对应的一电压，该比较器比较该电压与一临界电压，并依据比较的结果，经由该第一开关单元控制该发光单元。

7.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元包括一光感测回路，该光感测回路感测该发光单元的一发光能量，该光感测控制单元并据以调节该电能量及其所对应的该电压。

8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测回路包括一光感测元件。

9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元还包括一背景参考值产生回路，该背景参考值产生回路产生一背景参考值讯号，该光感测控制单元更依据该背景参考值讯号以补偿所受该光感测元件的背景暗电流的影响。

10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于其中所述的背景参考值产生回路包括一背景参考值元件。

11.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于其中所述的临界电压为一预设的临界电压值或由一临界电压产生回路产生。

12.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于其中所述的临界电压产生回路包括一背景参考值元件。

13.根据权利要求10或12所述的发光装置，其特征在于其中所述的背景参考值元件为一感光二极管或一光敏电阻。

14.根据权利要求10或12所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测元件及该背景参考值元件为相同形式的元件。

15.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于其还包括：

一遮光单元，该遮光单元遮蔽该背景参考值元件。

16.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于其中所述的遮光单元的材质为金属、多晶硅或遮光油墨。

17.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元还包括一电流减法器或一电流镜。

18.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元还包括一彩色滤光片，其邻设于该光感测回路。

19.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的发光单元包括一发光二极管。

20.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元包括一双载子电晶体或一场效电晶体。

21.根据权利要求20所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元更具有一准位移动回路，与该开关元件电性连接。

22.根据权利要求21所述的发光装置，其特征在于其中所述的准位移动回路包括一电阻器、一双载子电晶体及/或一金氧半场效电晶体。

23.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其为一封装体。

24.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元及该第一开关单元的至少其中之二是设置于一集成电路中。

25.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于还包括：

26.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元、该第一开关单元及该第二开关单元的至少其中之二设置于一集成电路中。

27.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于其中所述的第二开关单元包括一双载子电晶体、一金氧半场效电晶体及/或一反向器。

28.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于还包括：

29.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于还包括：

30.根据权利要求29所述的发光装置，其特征在于还包括一限流单元，其分别与该电源供应单元及该发光单元电性连接。

31.根据权利要求30所述的发光装置，其特征在于其中所述的发光单元、该储能单元、该光感测控制单元、该第一开关单元及该限流单元的至少其中之二设置于一集成电路中。

32.根据权利要求29所述的发光装置，其特征在于其还包括一整流单元，其分别与该发光单元及该电源供应单元电性连接。

33.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元与该储能单元并联连接。

34.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元与该发光单元并联连接。

35.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元与该发光单元串联连接。

36.一种发光装置，其特征在于包括：

至少一发光单元；以及

一集成电路，具有至少一第一开关单元、至少一光感测控制单元及至少一储能单元，其中该第一开关单元与该发光单元电性连接，该储能单元与该第一开关单元电性连接，并储存一电能量，该光感测控制单元与该储能单元电性连接，并感测该发光单元的一发光能量，并依据该发光能量调节该电能量大小，而该第一开关单元依据该电能量大小以控制该发光单元。

37.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的储能单元为一电荷储存单元。

38.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的集成电路还包括一开关控制单元，其分别与该储能单元及该第一开关单元电性连接，并依据该电能量而产生一控制信号以控制该第一开关单元。

39.根据权利要求38所述的发光装置，其特征在于其中所述的开关控制单元包括一比较器。

40.根据权利要求39所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元调节该电能量及其所对应的一电压，该比较器比较该电压与一临界电压，并依据比较的结果，经由该第一开关单元控制该发光单元。

41.根据权利要求40所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元包括一光感测回路，该光感测回路感测该发光单元的一发光能量，该光感测控制单元并据以调节该电能量及其所对应的该电压。

42.根据权利要求41所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测回路包括一光感测元件。

43.根据权利要求42所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元还包括一背景参考值产生回路，该背景参考值产生回路产生一背景参考值讯号，该光感测控制单元更依据该背景参考值讯号以补偿所受该光感测元件的背景暗电流的影响。

44.根据权利要求43所述的发光装置，其特征在于其中所述的背景参考值产生回路包括一背景参考值元件。

45.根据权利要求40所述的发光装置，其特征在于其中所述的临界电压为一预设的临界电压值或由一临界电压产生回路产生。

46.根据权利要求45所述的发光装置，其特征在于其中所述的临界电压产生回路包括一背景参考值元件。

47.根据权利要求44或46所述的发光装置，其特征在于其中所述的背景参考值元件为一感光二极管或一光敏电阻。

48.根据权利要求44或46所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测元件及该背景参考值元件为相同形式的元件。

49.根据权利要求47所述的发光装置，其特征在于还包括：

一遮光单元，该遮光单元遮蔽该背景参考值元件。

50.根据权利要求49所述的发光装置，其特征在于其中所述的遮光单元的材质为金属、多晶硅或遮光油墨。

51.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元还包括一电流减法器或一电流镜。

52.根据权利要求41所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元还包括一彩色滤光片，其邻设于该光感测回路。

53.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的发光单元包括一发光二极管。

54.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元具有一开关元件。

55.根据权利要求54所述的发光装置，其特征在于其中所述的开关元件包括一双载子电晶体或一场效电晶体。

56.根据权利要求54所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元更具有一准位移动回路，与该开关元件电性连接。

57.根据权利要求56所述的发光装置，其特征在于其中所述的准位移动回路包括一电阻器、一双载子电晶体及/或一金氧半场效电晶体。

58.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的集成电路还包括一第二开关单元，其与该储能单元电性连接，并借由该第二开关单元，以将该电能量输入该储能单元。

59.根据权利要求58所述的发光装置，其特征在于其中所述的第二开关单元包括一双载子电晶体、一场效电晶体、一金氧半场效电晶体及/或一反向器。

60.根据权利要求58所述的发光装置，其特征在于其还包括：

一列驱动回路，与第二开关单元电性连接，以控制该第二开关单元，及

61.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其还包括：

一电源供应单元，其与发光单元电性连接，并提供一电源至发光单元。

62.根据权利要求61所述的发光装置，其特征在于其中所述的集成电路还包括一限流单元，其分别与该电源供应单元及该发光单元电性连接。

63.根据权利要求61所述的发光装置，其特征在于其还包括一整流单元，其分别与该发光单元及该电源供应单元电性连接。

64.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的光感测控制单元与该储能单元并联连接。

65.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其为一封装体。

66.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元与该发光单元并联连接。

67.根据权利要求36所述的发光装置，其特征在于其中所述的第一开关单元与该发光单元串联连接。

68.一种发光装置的控制方法，其中该发光装置具有至少一发光单元、一第一开关单元、一储能单元以及一光感测控制单元，该第一开关单元与该发光单元电性连接，该储能单元与该第一开关单元电性连接，该光感测控制单元与该储能单元电性连接，其特征在于其中所述的控制方法包括：

储存一电能量于该储能单元中；

依据该电能量导通该第一开关单元，以使该发光单元发光；

由该光感测控制单元感测该发光单元的发光能量，并调节该储能单元所储存的该电能量；以及

依据该电能量关闭该第一开关单元，以终止该发光单元发光。

69.根据权利要求68所述的控制方法，其特征在于其还包括将一电源输入至该发光单元。