CN101994930A

CN101994930A - 具有补偿机制的发光二极管装置

Info

Publication number: CN101994930A
Application number: CN2009101667079A
Authority: CN
Inventors: 钟进淦; 黄书康; 吴政忠
Original assignee: UPEC Electronics Corp
Current assignee: UPEC Electronics Corp
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2011-03-30

Abstract

本发明涉及具有补偿机制的发光二极管装置。本发明涉及一种发光二极管装置，其包括至少一发光二极管、亮度感测装置、电源控制单元及处理器单元。电源控制单元提供至少一电源输出至发光二极管，处理器单元则是依据对应发光二极管的至少一累计使用时间的亮度指标来控制电源控制单元调整电源，因此可依据发光二极管使用时间适时调整其电源的特性而维持亮度。

Description

具有补偿机制的发光二极管装置

技术领域

本发明涉及发光二极管装置，特别是涉及一种具有补偿机制的发光二极管装置。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)诞生于1960年，从红光LED、绿光LED，一路开发到蓝光LED，直到1998年才真正看到将LED商品化。LED具有省电、开关速度快等功能，目前LED大量应用于指示功能，而该领域也是LED最先进入的市场，如户外显示板、交通标识灯及平面照明等。随着高阶手机采用LED当背光源后，LED又打开了新的应用领域。

LED的应用范围相当广，由早期手机、小型装置如遥控器等，到近年因高亮度LED出现，应用范围则扩大至汽车、照明、户外大型显示器等产品。另外，由于LED应用于显示光源及背光源具高色彩饱和度、快速启动、无汞及寿命长等优点，故显示器为LED下一步具发展潜力产品。

最近，LED应用在显示器范围中也越来越广，由户外大型显示器逐渐扩展到投影电视、甚至是液晶电视以及计算机的液晶屏幕等，随着这些产品的尺寸越来越大以及对于画面光源质量的要求日益加强，所以对于LED的可靠性要求也随之增加。目前LED阵列中若是有LED损坏的话，并没有任何补偿机制，一旦产生时会造成LED照度产生均匀性的问题。此外，随着LED阵列使用时间的增加，亦常因LED特性逐渐减退，进而导致LED阵列产生光衰的现象，使得LED阵列面临到整体亮度下降的问题。

因此，需要一种改良的LED装置，能提供补偿机制而解决以上的问题。

发明内容

本发明的一目的是依据发光二极管的累计使用时间提供补偿，以解决现有技术因使用时间导致LED阵列整体亮度下降的问题。

本发明的一目的是依据接收到的发光二极管装置影像，进行画面分割处理以判定亮度异常的情况而提供亮度补偿，以解决现有技术因受到线路上负载的电压或零件过热的因素，进而导致LED阵列整体亮度下降的问题。

依据本发明提供一种发光二极管装置，包括至少一发光二极管、电源控制单元及处理器单元。电源控制单元提供至少一电源输出至发光二极管，处理器单元依据对应发光二极管的至少一累计使用时间的亮度指标来控制电源控制单元调整电源。

依据本发明提供一种发光二极管系统，包括发光二极管装置及亮度感测装置。发光二极管装置包括至少一发光二极管、电源控制单元及处理器单元，电源控制单元提供至少一电源输出至发光二极管，处理器单元控制电源控制单元调整该至少一电源。亮度感测装置感测发光二极管装置的亮度相关数据，其中亮度感测装置将亮度相关数据传送至处理器单元后，处理器单元依据亮度相关数据控制电源控制单元动态调整传送至发光二极管的电源。

本发明的补偿机制可藉由亮度感测装置及/或发光二极管装置进行，上述亮度感测装置可为电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)、亮度传感器或其它可测得亮度相关信息的元件。当亮度感测装置为亮度传感器时，亮度相关数据可为亮度感测装置测得的亮度值，且亮度感测装置亦可配合至少一导光装置而增进其测得亮度值的有效性。当亮度感测装置为电荷耦合元件时，亮度相关数据可为亮度感测装置撷取的发光二极管装置的影像。此影像传送至处理器单元后，处理器单元可对影像作画面分割处理，并判断每一分割画面是否发生亮度异常的情况，当处理器单元判断有亮度异常情况时，处理器单元控制电源控制单元调整传送至发光二极管的电源。

使用的亮度感测装置型态亦可与发光二极管相关，如：当发光二极管是白光发光二极管时，亮度感测装置可为黑白电荷耦合元件；而当发光二极管并非是使用白光发光二极管时，亮度感测装置则可为彩色电荷耦合元件。

上述发光二极管装置可还包括存储单元，其存储多个亮度指标，亮度指标可包括时间值及/或亮度值。这些时间值与亮度值可以是依据发光二极管的制造商提供的相关数据或依据长时间的亮度测试实验设定的。亮度值可为代表在发光二极管在发光达一时间值时预估的亮度百分比。上述累计使用时间可表示发光二极管启动后的累计时间，可由处理器单元或计时单元记录。因此，优选地，处理器单元可在每一时间点中，依据对应累计使用时间的亮度指标来控制电源控制单元调整电源，反馈发光二极管亮度的衰退量而达到补偿作用。

上述发光二极管的型态并无限制，其一型态可为分成至少一组，每组串联成一条，各组之间形成至少一发光二极管阵列，另一型态为每一发光二极管均可选择性地搭配有LED保护元件，优选是并联于发光二极管，使得其一LED发生异常时，可提供备援路径绕过此故障的LED，以免对其余的LED一并产生影响。

上述电源控制单元可分别提供电源输出至发光二极管阵列，处理器单元可传送脉宽调制输出信号以控制电源控制单元增加此电源的电压值或电流值以调整发光二极管的亮度。然而，处理器单元与电源控制单元之间的控制机制并不限于此，其它方式的控制机制亦可，如：电源控制单元与处理器单元亦可整合在一起。

因此，通过处理器单元依据接收到的发光二极管装置影像，进行画面分割处理以判定亮度异常的情况，或者依据对应发光二极管的至少一累计使用时间的亮度指标，控制电源控制单元调整电源，使得本发明提供的发光二极管装置可适时调整其电源的特性而维持亮度。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的具有补偿机制的发光二极管系统的配置示意图；

图2是根据本发明一实施例的具有补偿机制的发光二极管装置的功能框图；

图3示例当发光二极管装置包括多个发光二极管时，发光二极管的排列方式与串联方式的示意图；

图4显示根据本发明一实施例的具有补偿机制的发光二极管装置的固件自动调整亮度示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。所述附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。结合参考这些内容，本领域技术人员应能理解其它可能的实施方式以及本发明的优点。图中的元件并未按比例绘制，而类似的元件符号通常用来表示类似的元件。

参考图1，其绘示本发明一实施例的具有补偿机制的发光二极管系统的配置示意图。发光二极管系统100包括发光二极管装置1、影像捕捉区域2及亮度感测装置3。依据本实施例的第一补偿机制，通过亮度感测装置3来感测发光二极管装置1的亮度相关数据，如：亮度值或发光二极管装置1的影像，则可依此亮度是否正常，若是异常时，发光二极管装置1内的处理器单元(图未示)可实时送出信号，通过电源控制单元(图未示)动态地调整传送至发光二极管(图未示)的电源而补偿亮度。此外，附图中的影像撷取装置的位置，仅为示意之用，只要可撷取发光二极管装置1亮度相关数据的位置皆可摆放。

亮度感测装置3可为亮度传感器或电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)，当亮度感测装置3为亮度传感器时，发光二极管系统100可还包括耦接于亮度感测装置3的导光装置，以增进亮度感测装置3测得的亮度相关数据的可靠性。亮度感测装置3的实施型态可跟发光二极管相关，如：当发光二极管装置1是使用白光发光二极管时，亮度感测装置3可为黑白电荷耦合元件；而当发光二极管装置1并非是使用白光发光二极管时，亮度感测装置3则可为彩色电荷耦合元件。当亮度感测装置3为电荷耦合元件时，其将撷取的发光二极管装置13影像送到处理器单元，由处理器单元对此影像作一定范围的画面分割处理，进而判断各个分割画面中的各个发光二极管是否发生亮度异常的情况。当判断有亮度异常情形时，即可针对此画面中的异常发光二极管进行补偿，其补偿的机制可藉由处理器单元控制与之连接的电源控制单元(图未示)调整传送至发光二极管的电源达成。

另请参考图2，其中图2是根据本发明一实施例的具有补偿机制的发光二极管装置1的功能框图。如图中所示，发光二极管装置1包括处理器单元11、电源控制单元12、至少一发光二极管13、存储单元14及计时单元15。处理器单元11分别与电源控制单元12、存储单元14及计时单元15连接，电源控制单元12连接至少一发光二极管13以提供至少一电源输出至发光二极管13。

虽然图2中示例仅有一发光二极管13的架构，然而发光二极管13的个数亦可为多个。另请一并参考图3，其示例当发光二极管装置1包括多个发光二极管13时，发光二极管13的排列方式与串联方式的示意图。图中显示25个发光二极管13分成5组，每组串联成一条发光单元21，各个发光单元21之间形成排列成5×5阵列形式的发光二极管阵列。此外，每一发光二极管13均可选择性地并联一个发光二极管保护元件(图未示)，使得在其一发光二极管13发生异常时，经由发光二极管保护元件可提供备援路径绕过此故障的发光二极管13，以免对此发光单元21中其余的发光二极管13一并产生影响。

以下将说明本实施例的第二补偿机制。处理器单元11控制电源控制单元12输出彼此独立的电源至每一发光单元21。处理器单元11与电源控制单元12之间的控制机制并无限制，在本实施例中，电源控制单元12是接收来自处理器单元11的脉宽调制(PWM)输出信号并据此来产生每一电源，然而处理器单元11与电源控制单元12亦可整合在一起成为单一元件。

处理器单元11接收亮度感测装置3测得的亮度相关数据后，会依据对应发光二极管13的至少一累计使用时间的亮度指标来控制电源控制单元12调整电源。累计使用时间则是发光二极管启动后的累计时间。在本实施例中，累计使用时间是由计时单元15计算，而多个亮度指标则是藉由存储单元14存储，然而在其它实施例中，亦可由处理器单元11在其内嵌式的存储空间内存储这些亮度指标并担负累计使用时间计算的责任。每个亮度指标包括时间值及亮度值。此处的亮度值是由发光二极管13的制造商提供的相关数据或依据一定时间的亮度测试实验得出的数据而预先设定好的，其可代表在发光二极管在发光达一时间值时预估的亮度百分比。

处理器单元11内执行程序，在本实施例中，此程序优选是固件，其可定时或实时地读取其内时间值对应现今累计使用时间的特定亮度指标的亮度值，依据此亮度值来控制电源控制单元12调整电源的电特性，如：增加电源的电压值或电流值。请参考图4，其显示根据本发明一实施例的具有补偿机制的发光二极管装置1的固件自动调整亮度示意图。图中所示的黑色实线41是LED亮度变化曲线，其表示发光二极管13经使用了此时间值的亮度预估值，黑色虚线43是电流输出变化曲线，其表示在此累计使用时间，处理器单元11控制电源控制单元12调整电源的补偿值。由图中可以看出，这两种曲线之间约略是呈反比的关系，意即当发光二极管13经使用而逐渐衰减其亮度时，电源控制单元12会增强其补偿，减少使用时数对发光二极管13的亮度产生的影响。

因此，通过处理器单元依据接收到的发光二极管装置的亮度相关数据，处理器单元可进行画面分割处理以判定亮度异常的情况，或者依据对应发光二极管的至少一累计使用时间的亮度指标，控制电源控制单元调整电源，使得本发明提供的发光二极管装置可适时调整其电源的特性而维持亮度。

上述仅是为了说明方便而举例而已，本发明所主张的权利范围应以权利要求范围所述为准，而非仅限于此处的实施例。

Claims

1.一种发光二极管装置，包括：

至少一发光二极管：

电源控制单元，提供至少一电源输出至所述至少一发光二极管；及

处理器单元，依据对应所述至少一发光二极管的至少一累计使用时间的亮度指标来控制所述电源控制单元调整所述至少一电源。

2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述至少一发光二极管形成至少一发光二极管阵列。

3.如权利要求2所述的发光二极管装置，其中所述电源控制单元分别提供电源输出至所述至少一发光二极管阵列。

4.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述处理器单元传送脉宽调制输出信号，以控制所述电源控制单元。

5.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述处理器单元控制所述电源控制单元增加所述至少一电源的电压值，以调整所述至少一发光二极管的亮度。

6.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述处理器单元控制所述电源控制单元增加所述至少一电源的电流值，以调整所述至少一发光二极管的亮度。

7.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中每一所述至少一发光二极管均搭配有发光二极管保护元件。

8.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述电源控制单元与所述处理器单元可整合在一起。

9.如权利要求1所述的发光二极管装置，其还包括存储单元存储多个亮度指标。

10.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述亮度指标包括时间值。

11.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述亮度指标包括亮度值。

12.如权利要求11所述的发光二极管装置，其中所述亮度值为百分率。

13.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述至少一累计使用时间是所述至少一发光二极管启动后的累计时间。

14.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中所述处理器单元记录所述至少一发光二极管的所述至少一累计使用时间。

15.如权利要求1所述的发光二极管装置，其还包括计时单元，记录所述至少一发光二极管的所述至少一累计使用时间。

16.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中，所述处理器单元接收影像后对所述影像作画面分割处理，并判断每一分割画面是否发生亮度异常的情况。

17.如权利要求16所述的发光二极管装置，其中，当所述处理器单元判断有亮度异常情况时，所述处理器单元控制所述电源控制单元调整传送至所述至少一发光二极管的电源。

18.一种发光二极管系统，包括：

发光二极管装置，包括至少一发光二极管、电源控制单元及处理器单元，所述电源控制单元提供至少一电源输出至所述至少一发光二极管，所述处理器单元控制所述电源控制单元调整所述至少一电源；

亮度感测装置，感测所述至少一发光二极管装置的亮度相关数据；

其中，所述亮度感测装置将所述亮度相关数据传送至所述处理器单元后，所述处理器单元依据所述亮度相关数据来控制所述电源控制单元动态调整传送至所述至少一发光二极管的所述至少一电源。

19.如权利要求18所述的发光二极管系统，其中，所述处理器单元依据对应所述至少一发光二极管的至少一累计使用时间的亮度指标来控制所述电源控制单元调整所述至少一电源。

20.如权利要求19所述的发光二极管系统，其中所述亮度指标包括时间值。

21.如权利要求19所述的发光二极管系统，其中所述亮度指标包括亮度值。

22.如权利要求19所述的发光二极管装置，其中所述至少一累计使用时间是所述至少一发光二极管启动后的累计时间。

23.如权利要求18所述的发光二极管系统，其中，所述亮度感测装置为亮度传感器，所述亮度相关数据为亮度值。

24.如权利要求23所述的发光二极管系统，其还包括至少一导光片，所述导光片耦接于所述亮度感测装置。

25.如权利要求18所述的发光二极管系统，其中，所述亮度感测装置为电荷耦合元件，所述亮度相关数据为所述亮度感测装置撷取的所述至少一发光二极管装置的影像。

26.如权利要求25所述的发光二极管系统，其中，所述处理器单元对所述影像作画面分割处理，并判断每一分割画面是否发生亮度异常的情况，当所述处理器单元判断有亮度异常情况时，所述处理器单元控制所述电源控制单元调整传送至所述至少一发光二极管的所述至少一电源。

27.如权利要求18所述的发光二极管系统，其中，所述电源控制单元动态调整传送至所述至少一发光二极管的所述至少一电源的电流值。

28.如权利要求18所述的发光二极管系统，其中，所述电源控制单元动态调整传送至所述至少一发光二极管的所述至少一电源的电压值。

29.如权利要求18所述的发光二极管系统，其中所述处理器单元控制所述电源控制单元增加所述至少一电源的电压值，以调整所述至少一发光二极管的亮度。

30.如权利要求18所述的发光二极管系统，其中所述处理器单元控制所述电源控制单元增加所述至少一电源的电流值，以调整所述至少一发光二极管的亮度。