具体实施方式
第一实施例
本发明第一实施例利用单颗颜色感测器进行区块控制式背光系统的光源的色度检测与反馈补偿。此区块控制式背光系统可规划成多数个发光区块,这些发光区块可能包括一组LED(包括红色LED、蓝光LED与绿光LED)或数组LED。
图1显示根据本发明第一实施例的区块控制式背光系统中的各发光区块与颜色感测器的相对位置关系图。如图1所示,此系统10可规划成多数个发光区块A01~A60。发光区块A01~A60的排列方式如图1所示,当然本实施例并不受限于此种发光区块规划方式与排列方式。
颜色感测器(CS)11的摆放位置比如为置于此系统10的中央点。由图1可看出,不论颜色感测器11摆在哪个位置,所有发光区块与颜色感测器11间的距离必定彼此不同。故而,在本实施例中,可针对这些不同距离所造成的量测误差进行补偿。
图2显示根据本发明第一实施例的色度检测与反馈补偿的流程图。请参考图2,如步骤210所示,利用颜色感测器来检测此区块控制式背光系统的某一发光区块所发出的三色光。亦即,此颜色感测器检测此发光区块所发出光的实际R、G、B三色比例(即色度)与亮度。以图1为例,将会得到60笔的发光资料。
接着,如步骤220所示,利用模拟数字转换器(ADC)来转换颜色感测器的输出信号。由于颜色感测器的输出信号为模拟信号,故转换成数字信号以便于进行后续操作。
接着,将所检测到的资料与参考值进行比较,以进行比例调校与距离补偿,如步骤230所示。进行此步骤的目的在于,使发光区块光源实际输出的R/G/B比例与理想的R/G/B比例相同。这是因为,颜色感测器对R、G、B三色的灵敏度不同。
各发光区块光源所对应的参考值可能会有所不同。参考值的设定需考虑:(1)RGB的白平衡数值;以及(2)距离误差。因为颜色感测器与每个发光区块间的距离有所不同,故必须考虑因距离所造成的亮度量测误差。
每个发光区块的对应补偿值的计算如下。假设以发光区块A25当成参考发光区块,则各发光区块的亮度补偿值Ln计算如下:
Ln=LiuW_A25/LiuW_An (1)
n:为各发光区块的编号(n=1、2、3、4…60)。LiuW_A25代表参考发光区块A25的最高亮度值。LiuW_An代表第n个发光区块的最高亮度值。
若颜色感测器与每个发光区块间的距离会影响到RGB的比例值,则也可以针对此情形做补偿。各发光区块的R/G/B所对应的补偿值R_An、G_An、B_An如下。
R_An=LiuR_A25/LiuR_An (2)
G_An=LiuG_A25/LiuG_An (3)
B_An=LiuB_A25/LiuB_An (4)
LiuR_A25:参考发光区块的最高红色亮度值;
LiuG_A25:参考发光区块的最高绿色亮度值;
LiuB_A25:参考发光区块的最高蓝色亮度值;
LiuR_An:第n个发光区块的最高红色亮度值;
LiuG_An:第n个发光区块的最高绿色亮度值;
LiuB_An:第n个发光区块的最高蓝色亮度值;
接着,依据所取得的三色光比例调校与距离补偿值,来驱动/调校此发光区块光源的发光状态。比如,当驱动电路(未示出)以脉冲宽度调变(pulse widthmodulation,PWM)方式来驱动发光区块光源时,则可依据三色光比例调校与距离补偿值来改变对应于R/G/B的PWM信号,以改变红光LED、绿光LED与蓝光LED的发光状态。
图2的流程可应用于此系统的启动时,也可应用于此系统的正常操作下。当将此方法应用于此系统的启动时,则先将此系统的所有发光区块光源全部关闭,接着依序点亮与关闭这些发光区块光源。所以,颜色感测器可检测到多数笔资料,一笔资料代表一个发光区块光源的发光情形。
如果将此方法应用于此系统的正常操作时,则可将所有发光区块光源排定顺序(比如,如图1的标号顺序)。接着,依照既定的顺序分别对这些发光区块光源进行色度检测与补偿。
另外,在本实施例中,每当得到某一个发光区块光源的调校与补偿结果后,即可对此发光区块光源进行色度调整。或者,也可取得全部发光区块光源的调校与补偿结果后并存于存储器后,才对此系统内的所有发光区块光源进行色度调整。
此外,LED发光区块光源的排列方式可因光学与机构考量而有所不同,并不受限于图1所示的排列方式。LED发光区块光源的驱动方式还有多种方式,不受限于PWM的驱动方式。
此外,由于面板尺寸愈来愈大,为适应此趋势,本实施例也可稍做改变。比如,将用于照明100时面板的背光系统规划成两个或数个独立的子系统。各独立子系统可应用上述技术来达成发光区块的光源的色度检测与反馈补偿。
图3显示本实施例应用于大尺寸面板时的例子。如图3所示,此系统30可规划成多数个独立子系统31a与31b。各独立子系统规划成多数个发光区块。比如,独立子系统31a与31b分别规划成发光区块A01~A60与B01~B60。各独立子系统31a与31b分别利用一个颜色感测器32a与32b来感测光的亮度与色度。至于图3例子的操作方式可类似于上述所述,于此不再重述。
综上所述,本发明第一实施例的优点如下:
(1)成本低:仅需极少数量甚至只需一颗颜色感测器即可对整个系统达到色度检测与反馈补偿。
(2)改善热对LED色度的影响:由于可独立调整各发光区块光源的发光情形,即可大幅改善热对LED色度的影响。
(3)改善生命周期对LED色度的影响:由于可独立调整各发光区块光源的发光情形,即可大幅改善生命周期对LED色度的影响。
(4)改善发光均匀度:由于可独立调整各发光区块光源的发光情形,即可大幅改善各发光区块的发光均匀度。
(5)大幅提升区块控制式背光系统的竞争力与优势,特别是仍具有超高动态对比。
第二实施例
本发明第二实施例利用单颗光感测器(light sensor,LS)进行整面点亮式LED背光系统的色度检测与反馈补偿。图4显示根据本发明第二实施例的整面点亮式LED背光系统的示意图。
如图4所示,此系统40包括多数个LED组C01~C60,各LED组包括3个LED,亦即R/G/B LED。本实施例并不受限于此种排列方式。光感测器(LS)41的摆放位置比如为置于此系统40的中央点。
进行检测时,一次只点亮某一种颜色的所有LED。亦即,在同一时间内,仅有一种颜色光源会被点亮。比如,先将所有R LED点亮,取得R亮度信息后,将所有R LED关闭并点亮所有G LED。在取得G亮度信息后,将所有G LED关闭并点亮所有B LED。在取得B亮度信息后,将所有B LED关闭。所以,光感测器可检测到三笔资料,一笔资料代表某一种颜色的所有LED的发光情形。
利用模拟数字转换器(ADC)来转换光感测器的输出信号。接着,将所检测到的亮度信息与参考值进行比较,以进行比例调校。R/G/B所对应的参考值可能有所不同。参考值的设定需考虑:RGB的白平衡数值。根据参考值,对全部LED组内的单色光分别进行补偿。
接着,依据所取得的三色光比例调校值,来驱动/调校所有的单色LED的发光状态。驱动/调校的方式可从第一实施例的相关描述推出,于此不再重述。
上述流程可应用于此系统的启动中,但也可应用于此系统的正常操作下。当将此方法应用于此系统的启动时,则先将此系统的所有LED关闭,接着以上述方式依颜色别来依序点亮这些LED。所以,光感测器可检测到三笔资料,一笔资料代表某一种颜色的所有LED的发光情形。
如果将此方法应用于此系统的正常操作时,则可将各颜色的LED排定顺序(比如,如R/G/B的顺序)。接着,依照既定的顺序分别对各LED组进行色度检测与补偿。
另外,在本实施例中,可在产生某一种颜色LED的调校与补偿结果后,即可对此种LED进行色度调整。或者,也可取得所有颜色LED的调校与补偿结果后并存于存储器后,才对此系统内的所有LED进行色度调整。
此外,LED组的排列方式可因光学与机构考量而有所不同,并不受限于图4所示的排列方式。LED组的驱动方式也有多种方式,不受限于PWM的驱动方式。
此外,由于面板尺寸愈来愈大,为适应此趋势,本实施例也可稍做改变。比如,将用于照明100时面板的背光系统规划成两个或数个独立的子系统。各独立子系统可应用上述技术来达成光源的色度检测与反馈补偿。
图5显示第二实施例应用于大尺寸面板时的例子。如图5所示,此系统50可规划成多数个独立子系统51a与51b。各独立子系统包括多数个LED组。比如,独立子系统51a与51b分别包括LED组C01~C60与D01~D60。各独立子系统51a与51b分别利用一个光感测器52a与52b来感测光的亮度与色度。至于图5例子的操作方式可类似于以上所述,于此不再重述。
综上所述,本发明第二实施例的优点如下:
(1)成本低:仅需极少数量甚至只需一颗低成本的光感测器即可对整个系统达到色度检测与反馈补偿。
(2)改善热对LED色度的影响:由于可独立调整各色LED的发光情形,即可大幅改善热对LED色度的影响。
(3)改善生命周期对LED色度的影响:由于可独立调整各色LED的发光情形,即可大幅改善生命周期对LED色度的影响。
(4)改善发光均匀度:由于可独立调整各色LED的发光情形,即可大幅改善发光均匀度。
第三实施例
本发明第三实施例利用单颗光感测器进行区块控制式背光系统的光源色度检测与反馈补偿。此区块控制式背光系统可规划成多数个发光区块,这些发光区块可能包括一组LED(包括红色LED,蓝光LED与绿光LED)或数组LED。
图6显示根据本发明第三实施例的区块控制式背光系统中的各发光区块与光感测器的相对位置关系图。如图6所示,此系统60可规划成多数个发光区块E01~E60。当然本实施例并不受限于此种发光区块规划方式与排列方式。
光感测器(LS)61的摆放位置比如为置于此系统60的中央点。由图6可看出,不论光感测器61摆在哪个位置,所有发光区块与光感测器61间的距离必定不同。故而,在本实施例中,可针对这些不同距离所造成的量测误差进行补偿。
利用光感测器来检测此区块控制式背光系统的某一发光区块所发出的单一色光。比如,先将所有发光区块关闭,将某一发光区块(比如E01)内的LED依序点亮(比如顺序为:R→G→B),以得到其发光资料。以图6为例,将会得到60*3=180笔的发光资料。
利用模拟数字转换器(ADC)来转换光感测器的输出信号。接着,将所检测到的发光资料与参考值进行比较,以进行比例调校与距离补偿。
各发光区块光源所对应的参考值可能会有所不同。参考值的设定需考虑:(1)RGB的白平衡数值;以及(2)距离误差。参考值的设定可从上述实施例的相关描述推知,于此不再重述。
接着,依据所取得的比例调校与距离补偿值,来驱动/调校发光区块光源的发光状态。驱动/调校的方式可从上述实施例的相关描述推知,于此不再重述。
本实施例的上述流程可应用于此系统的启动时,也可应用于此系统的正常操作下。当将此方法应用于此系统的启动时,则先将此系统的所有发光区块光源全部关闭,接着依序点亮这些发光区块光源的LED。所以,光感测器可检测到多数笔资料,一笔资料代表一个发光区块光源的某一颜色LED的发光情形。
如果将此方法应用于此系统的正常操作时,则可将所有发光区块光源排定顺序(比如,如图6的标号顺序)并将颜色也排定顺序(比如,依R/G/B的顺序)。接着,依照既定的顺序分别对这些发光区块光源进行色度检测与补偿。
另外,在本实施例中,每当得到某一个发光区块光源的单一色LED的调校与补偿结果后,即可对此发光区块光源的单一色LED进行色度调整。或者,也可取得全部发光区块光源的所有颜色LED的调校与补偿结果后并存于存储器后,才对此系统内的所有发光区块光源的所有颜色LED进行色度调整。
此外,LED发光区块光源的排列方式可因光学与机构考量而有所不同,并不受限于图6所示的排列方式。LED发光区块光源的驱动方式也有多种方式,不受限于PWM的驱动方式。
此外,由于面板尺寸愈来愈大,为适应此趋势,本实施例也可稍做改变。比如,将用于照明100时面板的背光系统规划成两个或数个独立的子系统。各独立子系统可应用上述技术来达成发光区块的光源的色度检测与反馈补偿。
图7显示本实施例应用于大尺寸面板时的例子。如图7所示,此系统70可规划成多数个独立子系统71a与71b。各独立子系统规划成多数个发光区块。比如,独立子系统71a与71b分别规划成发光区块E01~E60与F01~F60。各独立子系统71a与71b分别利用一个光感测器(LS)72a与72b来感测光的亮度。至于图7例子的操作方式可类似于上述所述,于此不再重述。
综上所述,本发明第三实施例的优点如下:
(1)成本低:仅需极少数量甚至只需一颗光感测器即可对整个系统达到色度检测与反馈补偿。
(2)改善热对LED色度的影响:由于可独立调整各LED的发光情形,即可大幅改善热对LED色度的影响。
(3)改善生命周期对LED色度的影响:由于可独立调整各LED的发光情形,即可大幅改善生命周期对LED色度的影响。
(4)改善发光均匀度:由于可独立调整各LED的发光情形,即可大幅改善各LED的发光均匀度。
(5)大幅提升背光系统的竞争力与优势,特别是仍具有超高动态对比。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,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内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。