CN101673529B - 发光校正方法与显示器 - Google Patents

Abstract

一种发光校正方法与显示器，此显示器包括电压源、发光二极管阵列、脉冲宽度调制电路、电流感测器与发光校正单元。此电压源提供工作电压。此发光二极管阵列接收工作电压。此脉冲宽度调制电路依序提供工作脉冲至每一个发光二极管。电流感测器则于发光二极管被依序点亮时在不同时间点分别检测流经发光二极管的总电流值。发光校正单元根据所接收到的总电流值计算流经每一个发光二极管的工作电流值，之后再作补偿运算，以得到及输出补偿信号。本发明因每m个发光二极管才配置一电流检测器，因此可节省电流检测器的数量。

Description

发光校正方法与显示器

技术领域

本发明涉及一种具有发光二极管阵列的显示器，且特别涉及一种可调整每一个发光二极管的工作脉冲的发光校正方法与显示器。

背景技术

请参照图7，其为示出公知的显示器的电路示意图。在图7中，显示器700由n列的发光二极管列L₁～L_n所组成，而每一列中则包括m个发光二极管LED₁～LED_m。以发光二极管列L₁而言，发光二极管LED₁～LED_m以并联方式与电压源702做电性耦接，以接收电压源702所传来的工作电压。而每一个发光二极管LED₁～LED_m与电压源702之间均电性耦接有感测装置704，此感测装置704用于检测每一个发光二极管LED₁～LED_m的工作电流值，并将所得到的工作电流值输出至模拟数字转换器706。

每个模拟数字转换器706将所接收到的工作电流值经模拟数字转换后输出至显示器700的驱动电路(未示出)。另外，发光二极管LED₁～LED_m也接收一工作脉冲，并根据此工作脉冲决定点亮的时序。但在公知技术中，每一发光二极管都需一组电流检测器，才能检测每一区域的电流值，因此电流检测器的数目会造成成本上升。而若是改用多个发光二极管共用一组电流检测器，则由于所测量到的电流值是共用同一组电流检测器的这些发光二极管的各个电流值的总和，所以只能针对由这些发光二极管组成的一个区域做点亮控制而无法对单一发光二极管进行亮度调整，如此将使亮度调整的精确度降低。

发明内容

本发明的目的就是提供一种发光校正方法，其可计算出各个发光二极管电流值，进而计算出补偿值，以此补偿值重新驱动发光二极管。

本发明的再一目的是提供一种显示器，其为利用发光二极管之间的发光时间差，检测及记录背光或显示器的各电流组的发光二极管的电流值。

本发明提出一种发光校正方法，适用于发光二极管阵列。此发光二极管阵列由n列的发光二极管列(L₁～L_n)所组成，且每一发光二极管列以m个并联的发光二极管(LED₁～LED_m)组成一个发光区。此发光校正方法首先为提供工作电压至每一个发光二极管。其次，依序提供工作脉冲至每一个发光二极管。接着，根据工作电压与工作脉冲依序点亮每一个发光二极管，并分时检测流经发光二极管的多个总电流值以根据这些总电流值来计算每一个发光二极管的工作电流值。接着，根据工作电流值作补偿运算，并得到补偿信号。最后再根据补偿信号校正工作脉冲。

在本发明的较佳实施例中，上述的分时检测流经这些发光二极管的总电流值的步骤首先为于依序点亮每一个发光二极管时，在分时检测的每个时间点检测得到一次总电流值与这些发光二极管中相对应被点亮的个体及数量。

在本发明的较佳实施例中，其中根据多个总电流值来计算每一个发光二极管的工作电流值的步骤为依据多个总电流值与相对应的多个发光二极管中被点亮的个体及数量计算以得到每一个发光二极管的工作电流值。

在本发明的较佳实施例中，上述的根据该工作电流值作该补偿运算并得到该补偿信号的步骤首先为以工作电流值与预设电流值相比较而得到补偿信号。其次，当工作电流值大于预设电流值时，则以补偿信号缩短工作脉冲的占空比(duty cycle)。反之，当工作电流值小于预设电流值时，则以补偿信号延长工作脉冲的占空比。

本发明再提出一种显示器，其包括电压源、发光二极管阵列、脉冲宽度调制电路、电流感测器与发光校正单元。上述的电压源提供工作电压。上述的发光二极管阵列由n列发光二极管所组成，且每一发光二极管列由m个的发光二极管进行并联，并电性耦接至电压源，以接收工作电压。上述的脉冲宽度调制电路电性耦接至每一个发光二极管，以依序提供工作脉冲至每一个发光二极管。上述的电流感测器电性耦接至电压源的电压输出端与每一发光二极管列中的发光二极管的电压输入端，以于发光二极管被依序点亮时在不同时间点分别检测流经发光二极管的总电流值。上述的发光校正单元电性耦接至电流感测器与脉冲宽度调制电路，以根据总电流值计算每一个发光二极管的工作电流值，之后再根据每一个发光二极管的工作电流值而作补偿运算，以得到及输出补偿信号。

在本发明的较佳实施例中，上述的发光校正单元依据总电流值与相对应的发光二极管中被点亮的个体及数量计算以得到每一个发光二极管的工作电流值。

本发明因每m个发光二极管才配置一电流检测器，因此可节省电流检测器的数量。此外，因为利用发光二极管之间的发光时间差，所以可以通过检测及记录背光或显示器的各电流组的发光二极管的电流值，并加以计算出各个发光二极管电流值，进而计算出各个发光二极管的补偿值，再以此补偿值分别驱动各发光二极管。

为让本发明的上述和其他目的、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，作详细说明如下。

附图说明

图1为示出本发明一实施例的显示器的电路示意图。

图2为示出本发明一实施例的工作脉冲的波形示意图。

图3为示出本发明一实施例的单一发光二极管的工作脉冲的时间与电流值的脉冲关系示意图。

图4A为示出本发明一实施例的前后相邻的发光二极管的工作脉冲的时间与工作电流值的脉冲关系示意图。

图4B为示出本发明另一实施例的前后相邻的发光二极管的工作脉冲的时间与工作电流值的脉冲关系示意图。

图5为示出本发明一实施例的单一发光二极管列的时间与工作电流值的脉冲关系示意图。

图6为示出本发明一实施例的发光校正方法的步骤流程图。

图7为示出公知的显示器的电路示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

100、700：显示器

102：电压源

104：电流感测器

106；脉冲宽度调制电路

108：发光校正单元

110、706：模拟/数字转换装置

112、704：感测装置

202：开始时间点

204：低逻辑脉冲

206：间隔延迟时间

302、304、402、404、406、408、410：时间区间

LED₁～LED_m：发光二极管

L₁～L_n：发光二极管列

S602～S614：各个步骤流程

t₁～t_i：时间点

具体实施方式

请参照图1，其示出本发明一实施例的显示器的电路示意图。在本实施例中，显示器100包括多个电压源102、电流感测器104、脉冲宽度调制电路106、发光校正单元108以及n列的发光二极管列L₁～L_n。其中，显示器100可以例如是液晶显示器、液晶电视、笔记本电脑或使用液晶的电子装置，但均不以此为限。

每一电压源102具有两端，一端(电压输出端)为电性耦接至相对应的发光二极管列L₁～L_n其中之一，以提供工作电压，而电压源102的另一端则为电性耦接至接地电压(ground)。

n列的发光二极管列L₁～L_n为构成显示器100的发光二极管阵列。而在发光二极管列L₁～L_n中，每一个发光二极管列为由m个的发光二极管LED₁～LED_m进行并联。在图1中，每一个发光二极管LED₁～LED_m的电压输入端电性耦接至电压源102的一端(输出工作电压端)，以接收工作电压，而每一个发光二极管LED₁～LED_m的另一端则电性耦接至接地电压。

在本发明的较佳实施例中，n与m为大于等于0的整数。另外，发光二极管阵列也可以例如是由两排或两排以上的发光二极管列L₁～L_n所组成，但均不以此为限。

脉冲宽度调制电路106电性耦接至每一个发光二极管LED₁～LED_m，以依序提供工作脉冲至每一个发光二极管LED₁～LED_m。

电流感测器104电性耦接至电压源102的电压输出端与每一个发光二极管LED₁～LED_m的电压输入端。电流感测器104于发光二极管LED₁～LED_m被根据工作脉冲依序点亮时在不同时间点时，分别检测流经发光二极管LED₁～LED_m的总电流值。其中，电流感测器104包括感测装置112与模拟/数字转换装置110。感测装置112电性耦接于电压源102的电压输出端与每一个发光二极管LED₁～LED_m的电压输入端之间，并在不同时间点检测流经发光二极管LED₁～LED_m的总电流值，以将检测得到的模拟的总电流值输出至模拟/数字转换装置110。模拟/数字转换装置110则分别将模拟的总电流值转换为数字的总电流值后输出至发光校正单元108。

发光校正单元108电性耦接至电流感测器104与脉冲宽度调制电路106。发光校正单元108在不同时间点分别接收由电流感测器104所检测到的总电流值，以根据所接收到的总电流值计算流经每一个发光二极管LED₁～LED_m的工作电流值。之后，发光校正单元108再根据每一个发光二极管的工作电流值而作补偿运算，以得到及输出补偿信号至脉冲宽度调制电路106。脉冲宽度调制电路106则根据各个的补偿信号调整输出至每一个发光二极管LED₁～LED_m的工作脉冲(duty cycle)的内容。

在本发明的较佳实施例中，补偿运算为以工作电流值与预设电流值相比较而得到补偿信号。其中，预设电流值为暗区亮度的电流值、亮区亮度的电流值或目标值的电流值。

请参照图2，其示出本发明一实施例的工作脉冲的波形示意图。请同时参照图1与图2，以发光二极管列L₁为例时，在图2中，其以24个工作脉冲(假设m＝24)为例做说明，但并不以此为限。

在本实施例中，图2的第1个脉冲为发光二极管列L₁的时脉(clock)。而图2的第2个脉冲为脉冲宽度调制电路106传送给发光二极管LED₁的工作脉冲，第三个脉冲为脉冲宽度调制电路106传送给发光二极管LED₂的工作脉冲，并以此类推至第24个脉冲。以第1个脉冲而言，为从开始时间点202开始，一直到高电平的下降沿处。其中，发光二极管LED₁在第1个脉冲的高电平状态时才被点亮。也即，虽然电压源102在显示器100被致能后即不中断地供给电压至发光二极管LED₁，但发光二极管LED₁是否被点亮仍须视第1个脉冲的逻辑状态。而以第8个脉冲为例，发光二极管LED₈在低逻辑脉冲204的时候，则不会被点亮。其中，由图2可以知道，在前后相邻的两个工作脉冲中，后面的工作脉冲比前面的工作脉冲少了一个行与行的间隔延迟时间，也即，脉冲宽度调制电路106输出第16个发光二极管LED₁₆的工作脉冲后，要经过此预设时间(如图2之间隔延迟时间206)之后，才输出第17个发光二极管LED₁₇的工作脉冲。其中，行与行之间隔延迟时间为以一个画面时间与每一发光二极管列中行的数目所定义，也即，以图2而言，第一个发光二极管LED₁与第24个发光二极管LED₂₄之间将差距有23个间隔延迟时间。

请参照图3，其示出本发明一实施例的单一发光二极管的工作脉冲的时间与电流值的脉冲关系示意图。在本实施例中，图3的纵轴为代表发光二极管的电流值，横轴为代表发光二极管被致能(点亮)与禁能(熄灭)的时间区间。在时间区间302时发光二极管被禁能，而在时间区间304时发光二极管被致能。因此，在从纵轴上的变化可知，在时间区间302中，图1的电流感测器104测得的发光二极管的电流值为0，而在时间区间304中，所测得的发光二极管的电流值则提升至工作电流I_LED。因此，由图3的关系，可以得知工作电流值的时间函数如下：

I_{LED_i}(t)＝Duty(t)×I_{LED_i}

其中，I_LED为工作电流值，i为表示发光二极管的编号(如图2的标号为1～24)，t为表示工作脉冲的时间。

在本发明的较佳实施例中，当工作电流值大于设定在发光校正单元108中的预设电流值时，则脉冲宽度调制电路106提供的工作脉冲的占空比(dutycycle)被缩短。反之，当工作电流值小于预设电流值时，则脉冲宽度调制电路106提供的工作脉冲的占空比被延长。

请参照图4A，其示出本发明一实施例的前后相邻的发光二极管的工作脉冲的时间与工作电流值的脉冲关系示意图。在图1的显示器100中，为能计算出每一个发光二极管的工作电流值，利用上述所提到的依序供应工作脉冲(如图2所示)给发光二极管以得到多个总电流值。而在图1的脉冲宽度调制电路106输出的多个工作脉冲中分别被加入行与行的间隔延迟时间406。以前后两个工作脉冲为例，前面的脉冲将具有时间区间402与404，其中时间区间402时，发光二极管被禁能。在时间区间404时，发光二极管被致能。下一个脉冲则将具有时间区间402、404与406，其中在时间区间402时，发光二极管被禁能。在时间区间404时，发光二极管被致能。时间区间406为与上一个发光二极管的间隔延迟时间。但此时间区间406的脉冲为高电平，因此不能列入发光二极管的工作电流值计算中，故在计算工作电流值计算时，应将时间区间406自工作脉冲的时间中扣除。因此，由图4A的关系，可以得知工作电流值的时间函数如下：

$I_{\mathrm{LED}\_i\left(t\right)}=\mathrm{Duty}(t-\frac{i-1}{l})\×I_{\mathrm{LED}\_i}$

其中，I_LED为工作电流值，i为表示发光二极管的编号(如图2的标号为1～24)，t为表示工作脉冲的时间，

为行与行之间的间隔延迟时间，l则表示发光二极管列的行数。请合并参照图1，由于发光二极管阵列也可以例如是由上下两排的n列发光二极管列所组成，此时l将等于2m，但不以此为限。

请参照图4B，其示出本发明另一实施例的前后相邻的发光二极管的工作脉冲的时间与工作电流值的脉冲关系示意图。图4A与图4B不同之处在于图4B的脉冲均多了液晶转态延迟时间ScanDel，也即图4B中的时间区间408。而时间区间402与404的特性则与图4A相同。但此时间区间408与410(时间区间410为时间区间406加上时间区间408)的脉冲均为高电平，因此不能列入发光二极管的工作电流值计算中，故在计算工作电流值计算时，应将时间区间408与410自工作脉冲的时间中扣除。因此，由图4B的关系，可以得知工作电流值的时间函数如下：

$I_{\mathrm{LED}\_i\left(t\right)}=\mathrm{Duty}(t-\frac{i-1}{l}-\mathrm{ScanDel})\×I_{\mathrm{LED}\_i}$

I_LED为工作电流值，i为表示发光二极管的编号(如图2的标号为1～24)，t为表示工作脉冲的时间，

为行与行之间的间隔延迟时间，l则表示发光二极管列的行数，ScanDel为国际制订的液晶转态延迟时间。请合并参照图1，由于发光二极管阵列也可以例如是由上下两排的n列发光二极管列所组成，此时l将等于2m，但不以此为限。

请参照图5，其示出本发明一实施例的单一发光二极管列的时间与工作电流值的脉冲关系示意图。以图1的发光二极管列而言，电流感测器104在不同的时间点分别检测一次总电流值。在本实施例中，在时间点t1时例如是仅有第1个发光二极管LED₁被致能的总电流值，时间点t2时为有第1个发光二极管LED₁与第2个发光二极管LED₂被致能的总电流值。以此类推，在时间点t_l时，则为第1至l个发光二极管被致能的总电流值。因此，由图5的关系，可以得知总电流值的时间函数如下：

$\mathrm{Current}\left(t_k\right)=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{LED}\_i}\left(t_k\right)=I_{\mathrm{LED}\_1}\left(t_k\right)+I_{\mathrm{LED}\_2}\left(t_k\right)+...+I_{\mathrm{LED}\_m}\left(t_k\right)$

其中，k为从1～l。因此，以图1为例，发光校正单元108可以得到发光二极管列L₁～L_n中的每个检测时间点的总电流值与发光二极管中被点亮的个体及数量，再将总电流值、被点亮的发光二极管的个体及数量代入储存于发光校正单元108中的多个多项式。接着，再利用矩阵运算对这些多项式作计算，即可得到每一个发光二极管的工作电流值。

请参照图6，其示出本发明一实施例的发光校正方法的步骤流程图。请合并参照图1与图6，在本实施例中，每一列的电压源102为提供工作电压至其电性耦接的m个发光二极管LED₁～LED_m，如步骤S602。同时，脉冲宽度调制电路106则根据发光二极管列的行数与画面时间作计算，并得到行与行之间的间隔延迟时间。因此，脉冲宽度调制电路106依序输出具有间隔延迟时间的工作脉冲至发光二极管LED₁～LED_m，如步骤S604。其次，每一个发光二极管接收其本身相对应的工作脉冲，并于工作脉冲期间使工作电压流过发光二极管，以使发光二极管处于发亮的工作状态，如步骤S606。

在发光二极管LED₁～LED_m依序被点亮的同时，电流感测器104则也依序检测每一列发光二极管列L₁～L_n的总电流值，并且可以根据内置数据得知目前被点亮的发光二极管的及其数量，并于将总电流值由模拟转成数字后输出至发光校正单元108，如步骤S608。

发光校正单元108则在画面时间内陆续收到多个总电流值与得知目前被点亮的发光二极管及其数量后再将总电流值、被点亮的发光二极管的个体及数量代入储存于发光校正单元108中的多个多项式。发光校正单元108则接着利用矩阵运算对这些多项式进行计算，并得到每一个发光二极管的工作电流值，如步骤S610。

接着，发光校正单元108则分别以工作电流值与预设电流值相比较而得到补偿信号，并将补偿信号输出至脉冲宽度调制电路106。其中，当工作电流值大于预设电流值时，则补偿信号用于缩短工作脉冲的占空比(duty cycle)；反之，当工作电流值小于预设电流值时，则补偿信号用于延长工作脉冲的占空比，如步骤S612。脉冲宽度调制电路106则根据补偿信号依序调整输出至相对应发光二极管的工作脉冲，如步骤S614。

在本发明的较佳实施例中，预设电流值为由显示器100的制造商所建立，并储存于发光校正单元108或显示器100的存储器(未示出)中，但均不以此为限。

综上所述，在本发明的发光校正方法及显示器可节省电流检测器的数量，此外，因为利用发光二极管之间的发光时间差，所以可以通过检测及记录背光或显示器的各电流组的发光二极管的电流值，并加以计算出各个发光二极管电流值，进而计算出补偿值，再以此补偿值重新驱动发光二极管。

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，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (22)

1.一种发光校正方法，适用于一发光二极管阵列，该发光二极管阵列由n列的发光二极管列所组成，且每一所述发光二极管列以m个并联的发光二极管组成一发光区，该发光校正方法包括：

提供一工作电压至该m个发光二极管；

依序提供一工作脉冲至每一该m个发光二极管；

根据该工作电压与该工作脉冲依序点亮每一该m个发光二极管，并分时检测流经该m个发光二极管的多个总电流值；

根据所述总电流值来计算每一该m个发光二极管的一工作电流值；

根据该工作电流值作一补偿运算，并得到一补偿信号，其中该补偿运算为以该工作电流值与预设电流值相比较而得到该补偿信号；以及

根据该补偿信号校正该工作脉冲。

2.如权利要求1所述的发光校正方法，其中分时检测流经该m个发光二极管的所述总电流值的步骤包括：

于依序点亮每一该m个发光二极管时，在分时检测的每个时间点检测得到每一所述总电流值与该m个发光二极管中相对应被点亮的个体及数量。

3.如权利要求2所述的发光校正方法，其中根据该些总电流值来计算每一该m个发光二极管的该工作电流值的步骤包括：

依据所述总电流值与相对应的该m个发光二极管中被点亮的个体及数量计算以得到每一该m个发光二极管的该工作电流值。

4.如权利要求3所述的发光校正方法，其中在每一所述发光二极管列中前后相邻的发光二极管的工作脉冲包括每一所述发光二极管列中行与行之间的一行间隔延迟时间的差距。

5.如权利要求4所述的发光校正方法，其中在每一所述发光二极管列中前后相邻的发光二极管的工作脉冲包括一液晶转态延迟时间的差距。

6.如权利要求4所述的发光校正方法，其中每一所述发光二极管列中行与行之间的该间隔延迟时间为以一画面时间与每一所述发光二极管列中行的数目所定义。

7.如权利要求3所述的发光校正方法，其中根据该工作电流值作该补偿运算并得到该补偿信号的步骤包括：

当该工作电流值大于该预设电流值时，则该补偿信号用于缩短该工作脉冲的占空比；以及

当该工作电流值小于该预设电流值时，则该补偿信号用于延长该工作脉冲的占空比。

8.如权利要求5所述的发光校正方法，其中在计算每一该m个发光二极管的该工作电流值时，该工作脉冲的时间已减去每一所述发光二极管列中行与行之间的该间隔延迟时间与该液晶转态延迟时间。

9.如权利要求7所述的发光校正方法，其中该预设电流值为暗区亮度的电流值。

10.如权利要求7所述的发光校正方法，其中该预设电流值为亮区亮度的电流值。

11.如权利要求7所述的发光校正方法，其中该预设电流值为目标值的电流值。

12.一种显示器，包括：

一电压源，提供一工作电压；

一发光二极管阵列，由n列发光二极管列所组成，且每一所述发光二极管列由m个的发光二极管进行并联，并电性耦接至该电压源，以接收该工作电压；

一脉冲宽度调制电路，电性耦接至该m个发光二极管，用以依序提供一工作脉冲至每一该m个发光二极管；

至少一电流感测器，电性耦接至该电压源的一电压输出端与每一所述发光二极管列中该m个发光二极管的一电压输入端，用以于该m个发光二极管被依序点亮时在不同时间点分别检测流经该m个发光二极管的一总电流值；以及

一发光校正单元，电性耦接至该电流感测器与该脉冲宽度调制电路，以根据所述总电流值计算每一该m个发光二极管的一工作电流值，之后再根据每一该m个发光二极管的该工作电流值而作一补偿运算，用以得到及输出一补偿信号，其中该补偿运算为以该工作电流值与预设电流值相比较而得到该补偿信号，

其中，该脉冲宽度调制电路根据从该发光校正单元得到的该补偿信号依序调整相对应的该工作脉冲。

13.如权利要求12所述的显示器，其中该发光校正单元依据该所述总电流值与相对应的该m个发光二极管中被点亮的个体及数量计算以得到每一该m个发光二极管的一工作电流值。

14.如权利要求12所述的显示器，其中在每一所述发光二极管列中前后相邻的发光二极管的工作脉冲包括每一所述发光二极管列中行与行之间的一间隔延迟时间的差距。

15.如权利要求14所述的显示器，其中在每一所述发光二极管列中前后相邻的发光二极管的工作脉冲更包括一液晶转态延迟时间的差距。

16.如权利要求14所述的显示器，其中每一所述发光二极管列中行与行之间的该间隔延迟时间为以一画面时间与每一所述发光二极管列中行的数目所定义。

17.如权利要求12所述的显示器，其中当该工作电流值大于该预设电流值时，则该脉冲宽度调制电路提供的该工作脉冲的占空比被缩短。

18.如权利要求12所述的显示器，其中当该工作电流值小于该预设电流值时，则该脉冲宽度调制电路提供的该工作脉冲的占空比被延长。

19.如权利要求12所述的显示器，其中在计算每一该m个发光二极管的该工作电流值时，该工作脉冲的时间已减去每一所述发光二极管列中行与行之间的间隔延迟时间与液晶转态延迟时间。

20.如权利要求12所述的显示器，其中该预设电流值为暗区亮度的电流值。

21.如权利要求12所述的显示器，其中该预设电流值为亮区亮度的电流值。

22.如权利要求12所述的显示器，其中该预设电流值为目标值的电流值。

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