CN103091953A - 发光模块及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光模块及显示装置。该发光模块包含一激发光源、一荧光轮及一驱动电路。该激发光源用以产生一激发光。该荧光轮具有多个颜色区段，并依据一周期而转动使各颜色区段依序地接收激发光以产生一颜色光。该驱动电路电性连接至该激发光源及该荧光轮，用以提供一驱动电流至该激发光源，并根据接收该激发光的各该颜色区段改变该驱动电流，以调整各颜色区段于产生该颜色光时的一能量转换效率。

Description

发光模块及显示装置

技术领域

本发明涉及一种发光模块及包含该发光模块的显示装置。且特别涉及根据一荧光轮的多颜色区段改变该提供至一激发光源的驱动电流，以调整接收该激发光源的各颜色区段于产生一颜色光时的一能量转换效率的发光模块。

背景技术

随着照明装置及显示装置迅速发展，采用激发光源(例如：发光二极管或雷射二极管)产生激发光，并搭配不同颜色的荧光体(phosphor)作为转换激发光的能量(或波长)以产生不同颜色光的产品也日渐普及。举例而言，目前市面上的投影机皆使用相同驱动功率(也可解释为驱动电压或驱动电流)所产生的激发光循序照射于一荧光轮(phosphor wheel)上不同颜色的荧光体以产生不同颜色光。但由于部份颜色的荧光体在能量转换关系上属非线性的，且不同颜色的荧光体也具有不同能量转换关系，因此使得各颜色的荧光体无法达到最佳的能量转换效益。

如图1所示，其描绘黄色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体的相对能量(relative energy)对于驱动功率整体上并未皆呈现线正向相关的趋势。上述的相对能量指激发光经荧光体转换后所产生的颜色光的能量。当驱动功率增加至A值前，三种颜色荧光体的相对能量皆随着驱动功率增加而增加，即呈线正向关系。然而，当驱动功率超过A值后，红色荧光体的相对能量开始下降，即呈现反向相关，因而使得红色荧光体的能量转换效益变差。类似地，当驱动功率超过B值后，黄色荧光体的相对能量也开始下降，因而使得黄色荧光体的能量转换效益变差。

换言之，现有的照明装置及显示装置因使用相同驱动功率所产生的激发光照射不同颜色的荧光体而无法得到最佳的能量转换效率，并进而导致无法对于不同使用模式或影像条件提供最佳的动态调控及最佳的输出表现。另外，通常为了达到不同色彩的表现或是不同的影像条件需求，现有的照明装置及显示装置皆必须利用软件来做信号调控，但如此往往无法得到最佳效率。

有鉴于此，如何改良照明装置及显示装置的激发光源的驱动方式，以控制不同颜色的荧光体的能量转换效益，进而对于不同使用模式或影像条件提供最佳的动态调控及最佳的输出表现，乃是业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光模块(Light emitting device)及包含该发光模块的显示装置。本发明的发光模块包含一激发光源及一荧光轮(phosphor wheel)。荧光轮上具有多个颜色区段。随着荧光轮的转动，激发光源会周期性地照射各颜色区段，以产生对应各颜色区段的一颜色光。本发明的发光模块通过动态调整提供至激发光源的驱动电流，以控制各该颜色区段于产生该颜色光时的一能量转换效率，以此使得以该发光模块作为发光源的显示装置对于不同使用模式或影像条件能提供最佳的动态调控及最佳的输出表现。

为达上述目的，本发明提供一发光模块，其包含一激发光源、一荧光轮及一驱动电路。该激发光源用以产生一激发光。该荧光轮具有多个颜色区段，并依据一周期而转动使颜色区段依序地接收激发光以产生一颜色光。该驱动电路电性连接至该激发光源及该荧光轮，用以提供一驱动电流至该激发光源，并根据接收该激发光的各该颜色区段改变该驱动电流，以调整各颜色区段于产生该颜色光时的一能量转换效率。

此外，本发明还提供一显示装置，其包含一发光模块。该发光模块包含一激发光源、一荧光轮及一驱动电路。该激发光源用以产生一激发光。该荧光轮具有多个颜色区段，并依据一周期而转动使颜色区段依序地接收激发光以产生一颜色光。该驱动电路电性连接至该激发光源及该荧光轮，用以提供一驱动电流至该激发光源，并根据接收该激发光的各该颜色区段改变该驱动电流，以调整各颜色区段于产生该颜色光时的一能量转换效率

为让本发明的上述目的、技术特征和优点能更明显易懂，下文以较佳实施例配合所附图式进行详细说明。

附图说明

图1描绘荧光体的相对能量对于驱动功率呈现非线性的趋势；

图2为本发明第一实施例的发光模块1的示意图，其中荧光轮13为一穿透式；

图3为本发明第一实施例的荧光轮13的示意图；

图4为本发明第一实施例的发光模块1的示意图，其中荧光轮13为一反射式；

图5描绘驱动电流106随着荧光轮13转动而改变的一方式；

图6为本发明第二实施例的发光模块1的示意图；

图7描绘驱动电流106在不同显示模式下随着荧光轮13转动而改变的一方式；

图8为本发明第三实施例的显示装置7的示意图；

图9描绘根据驱动功率比随着即时影像数据702所产生的色阶值108改变的一方式。

其中，附图标记说明如下：

1：发光模块

11：激发光源

13：荧光轮

15：驱动电路

17：控制电路

19：储存器

7：显示装置

73：输入界面

75：影像处理电路

77：光学投影系统

102：激发光

104：颜色光

106：驱动电流

108：色阶值

702：即时影像数据

具体实施方式

以下将通过实施例来解释本发明内容，本发明的实施例并非用以限制本发明须如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。须说明的是，以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

首先，图2为本发明第一实施例的一发光模块1的示意图，发光模块1包含一激发光源11、一荧光轮(phosphor wheel)13及一驱动电路15。激发光源11可为一发光二极管或一雷射二极管，用以产生具有一特定波段光的一激发光102。荧光轮13具有多个颜色区段，并依据一周期而转动。如图3所示，于本实施例中，荧光轮13的该等颜色区段分别为由一黄色荧光体、一红色荧光体、一绿色荧光体及一蓝色荧光体构成；然而，于其它实施例中，荧光轮13可包含其他数量及颜色的荧光体。

随着荧光轮13的转动，各该颜色区段会依序地接收激发光102以产生一颜色光104。如图2所示，荧光轮13为一穿透式设计，其由一透明基板涂上黄色荧光体、红色荧光体、绿色荧光体及蓝色荧光体而形成。颜色光104(即黄光、红光、绿光及蓝光)由激发光102穿透荧光轮13的该等颜色区段而产生。此外，如图4所示，荧光轮13也可为一反射式设计，其由一金属基板或是一光学反射性机板涂上黄色荧光体、红色荧光体、绿色荧光体及蓝色荧光体而形成，据此，颜色光104同样可由激发光102反射于荧光轮23的多个颜色区段而产生。于其他实施例中，激发光源11所产生的激发光102可能本身就为一颜色光(例如：蓝光)，故在此方式中，荧光轮13上的对应蓝色荧光体的颜色区段可省略。

驱动电路15电性连接至该激发光源11及荧光轮13，用以提供驱动电流106至激发光源11，以及提供荧光轮13运作所需的电流。驱动电路15随着荧光轮13动态地改变驱动电流106，以此调整各颜色的荧光体的能量转换效益。具体而言，请参考图5，随着荧光轮13根据一周期的转动，荧光轮13上的各颜色区段(红、绿、蓝、黄等荧光体)依序地接收激发光102，而驱动电路15根据接收激发光102的各该颜色区段改变驱动电流106。如此一来，本发明通过动态地改变驱动电流106，调整各颜色区段于产生颜色光104时的一能量转换效率，以克服现有技术中使用相同驱动功率所产生的激发光照射不同颜色的荧光体而无法得到最佳的能量转换效率的缺点。

本发明第二实施例如图6所示。于本实施例中，发光模块1还包含一储存器19及一控制电路17。储存器19储存多个工作模式的一工作参数。控制电路17电性连接储存器19及驱动电路15。具体而言，控制电路17启动该等工作模式的其中之一，并根据各该工作模式的工作参数控制驱动电路15，以改变对应荧光轮13的多个颜色区段的驱动电流106。举例而言，请参考图7，其描绘于不同显示模式下，驱动电流106相对于该等颜色区段(即红色荧光体、绿色荧光体、蓝色荧光体及黄色荧光体)的变化。在本实施例中，第一显示模式为一鲜艳(bright)模式，当控制电路17启动第一显示模式时，控制电路17自储存器19读取对应第一显示模式的工作参数，以使驱动电路15于激发光102照射于黄色的颜色区段(即黄色荧光体)时提供较大的驱动电流106给激发光源11，以产生较大能量的激发光102。

类似地，第二显示模式为一电影(movie)模式以及第三显示模式为一电视模式，控制电路17也因应启动第二显示模式及第三显示模式而自储存器19分别读取对应第二显示模式的工作参数及对应第三显示模式的工作参数，以使驱动电路15改变驱动电流106。需说明者，于其他实施例中，储存器19可储存一个或多个显示模式的一工作参数，故显示模式的数量并非用以限制本发明的范围。此外，于本实施例中，荧光轮13也可如图4所示，使用反射式设计，通过通过激发光102反射于荧光轮23的多个颜色区段而产生颜色光104。

请继续参考图8，其为本发明第三实施例的一显示装置7的示意图。显示装置7包含一发光模块1、一输入界面73、一影像处理电路75及一光学投影系统77。发光模块1如第二实施例所述，且能执行第二实施例所描述的所有操作及功能，故在此不加以赘述。于本实施例中，显示装置7为一投影机。然而，于其他实施例中，显示装置7可为任一使用发光模块1作为其光源的显示装置或照明装置(例如：灯箱)。

输入界面73可为一视频图形阵列(Video Graphics Array；VGA)端子(或称为D-Sub界面)、高解析多媒体界面(High-Definition MultimediaInterface)或其他影像输入界面。输入界面73用以接收一即时影像数据702，并传送至影像处理电路75。影像处理电路75电性连接至发光模块1的控制电路17，用以根据即时影像数据702产生一色阶值108并传送至发光模块1的控制电路17。影像处理电路75还根据即时影像数据702，通过光学投影系统77将对应即时影像数据702的画面投影出。

于本实施例中，控制电路17还根据色阶值108控制驱动电路15，以调整驱动电流106的一平均值，即等比例地调整对应所有颜色区段的驱动电流106。换言之，若将驱动电流106的一平均值转以一驱动功率比(即相对于最大值的驱动功率的比例)表示，则控制电路17即根据色阶值108控制驱动电路15所输出的整体功率。举例而言，如图9所示，当控制电路17启动第二显示模式(电影模式)时，驱动功率比会随着即时影像数据702所产生的色阶值108改变。如此一来，当即时影像数据702为漆黑场景时，降低整体的驱动功率，可使得光学投影系统77投影出的画面更加漆黑。反之，当即时影像数据702为明亮场景时，提高整体的驱动功率，可使得光学投影系统77投影出的画面更加明亮。由此，根据即时影像数据702进行即时的驱动功率调整，可进一步地达到投射画面的动态对比。

综上所述，本发明的发光模块及显示装置可通过动态改变提供给激发光源的驱动电流，以控制不同颜色的荧光体的能量转换效益，进而依据不同使用模式或影像条件提供最佳的动态调控及最佳的输出表现。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。

Claims (10)

1.一种发光模块，包含：

一激发光源，用以产生一激发光；

一荧光轮，具有多个颜色区段，并依据一周期而转动，使各该颜色区段依序地接收该激发光以产生一颜色光；以及

一驱动电路，电性连接至该激发光源及该荧光轮，用以提供一驱动电流至该激发光源，并根据接收该激发光的各该颜色区段改变该驱动电流，以调整各该颜色区段于产生该颜色光时的一能量转换效率。

2.如权利要求1所述的发光模块，其中该激发光源为一发光二极管或一雷射二极管。

3.如权利要求1所述的发光模块，其中该等颜色光由该激发光穿透该等颜色区段而产生，或反射于该等颜色区段而产生。

4.如权利要求1所述的发光模块，还包含一储存器及一控制电路，其中该储存器储存多个工作模式的一工作参数，该控制电路电性连接该储存器及该驱动电路，用以启动该等工作模式其中之一，并根据各该工作模式的该工作参数控制该驱动电路，以改变对应该等颜色区段的该驱动电流。

5.一种显示装置，包含：

一发光模块，包含：

一激发光源，用以产生一激发光；

一荧光轮，具有多个颜色区段，并依据一周期而转动，使各该颜色区段依序地接收该激发光以产生一颜色光；以及

一驱动电路，电性连接至该激发光源及该荧光轮，用以提供一驱动电流至该激发光源，并根据接收该激发光的各该颜色区段改变该驱动电流，以调整各该颜色区段于产生该颜色光时的一能量转换效率。

6.如权利要求5所述的显示装置，其中该激发光源为一发光二极管或一雷射二极管。

7.如权利要求5所述的显示装置，其中该等颜色光由该激发光穿透该等颜色区段而产生，或反射于该等颜色区段而产生。

8.如权利要求5所述的显示装置，其中该发光模块还包含一储存器及一控制电路，其中该储存器储存多个工作模式的一工作参数，该控制电路电性连接该储存器及该驱动电路，用以启动该等工作模式其中之一，并根据各该工作模式的该工作参数控制该驱动电路，以改变对应该等颜色区段的该驱动电流。

9.如权利要求5所述的显示装置，还包含一影像处理电路，其中该发光模块还包含一控制电路，电性连接至该影像处理电路，该影像处理电路用以接收一即时影像数据，并根据即时影像数据产生一色阶值并传送至该控制电路，该控制电路根据该色阶值控制该驱动电路，以调整该驱动电流的一平均值。

10.如权利要求5所述的显示装置，其中该显示装置为一投影机。

Images