CN111402793B - 发光模块及其补偿方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光模块及其补偿方法，发光模块包括第一控制器、第一发光单元、光感测器以及第二发光单元。第一发光单元电性连接于第一控制器，第一发光单元根据第一控制器的第一驱动信号而发光；光感测器是设置邻近于第一发光单元，光感测器感测第一发光单元的发光量；第二发光单元电性连接第一控制器，第二发光单元根据第二驱动信号而发光。

Description

发光模块及其补偿方法
技术领域
本发明关于一种利用光感测器和控制器搭配来补偿发光二极管的发光量的发光模块及其补偿方法。
背景技术
显示影像的显示器需求日趋增加，人们对显示品质的要求也随之增高，而显示器的光源品质势必相当重要。现今，显示器的光源逐渐从荧光灯管转换成发光二极管为主，发光二极管的发光效率高且寿命长，已被显示器厂商广为采用，因此，发光二极管的品质则对显示器的画面有相当程度的影响。
目前市面上的显示器的光源为发光二极管所组成的发光二极管阵列，数据线和扫描线分别设置于发光二极管阵列的行侧和列侧，通过数据线和扫描线的配置，控制发光二极管的发光程度，但前述配置仍有发光不均匀的问题。
综观前所述，本发明的发明者思索并设计一种发光模块及其补偿方法，以期针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
发明内容
有鉴于上述现有的问题，本发明的目的在于提供一种发光模块及其补偿方法，用以解决现有技术中所面临的问题。
基于上述目的，本发明提供一种发光模块，其包括第一控制器、第一发光单元、光感测器以及第二发光单元。第一发光单元电性连接于第一控制器，第一发光单元根据第一控制器的第一驱动信号而发光；光感测器是设置邻近于第一发光单元，光感测器感测第一发光单元的发光量；第二发光单元电性连接第一控制器，第二发光单元根据第二驱动信号而发光。
在本发明的实施例中，还包括第二控制器及电性连接于第二控制器的第三发光单元，第二控制器电性连接光感测器以接收感测发光量的感测信号，并根据感测信号发出补偿信号至第三发光单元，使第三发光单元发光以补偿第一发光单元的发光量。
在本发明的实施例中，第一发光单元、第三发光单元以及光感测器设置于第一控制器和第二控制器之间。
在本发明的实施例中，第二控制器比较感测信号的数值和临界值来发出补偿信号。
在本发明的实施例中，第一控制器连接数据线以及扫描线，第一控制器根据数据线的所传输的数据而发出第一驱动信号，扫描线控制第一控制器的启动。
在本发明的实施例中，第一发光单元和第二发光单元分别包括发光二极管和驱动晶体管。
基于上述目的，本发明提供一种发光模块的补偿方法，是适用于电性连接第一控制器的第一发光单元与第二发光单元以及电性连接第二控制器的光感测器与第三发光单元，补偿方法包括：(1)利用第一控制器发出第一驱动信号，以驱动第一发光单元发光。(2)利用光感测器感测第一发光单元的发光量，并将对应发光量的感测信号传送至第二控制器。(3)第二控制器根据感测信号而发出补偿信号至第三发光单元，驱动第三发光单元发光以补偿第一发光单元的发光量。
在本发明的实施例中，第一发光单元、第三发光单元以及光感测器位于第一控制器和第二控制器之间。
在本发明的实施例中，第二控制器比较感测信号的数值和临界值来发出补偿信号。
在本发明的实施例中，第一控制器连接数据线以及扫描线，第一控制器根据数据线的所传输的数据而发出第一驱动信号，扫描线控制第一控制器的启动。
在本发明的实施例中，第一发光单元和第二发光单元分别包括发光二极管和驱动晶体管。
承上所述，本发明的发光模块的补偿方法，利用第一控制器、第二控制器以及光感测器，控制及感测第一发光单元的发光量，并搭配第三发光单元来补偿第一发光单元的发光量。
附图说明
图1为本发明的发光模块的第一实施例的配置图。
图2为本发明的发光模块的第一实施例的第二控制器的配置图。
图3为本发明的发光模块的第二实施例的示意图。
图4为本发明的发光模块的第二实施例的配置图。
图5为本发明的发光模块的第二实施例的信号图。
图6为本发明的发光模块的第三实施例的示意图。
图7为本发明的发光模块的第三实施例的配置图。
图8为本发明的发光模块的第三实施例的信号图。
图9为本发明的发光模块的补偿方法的流程图。
附图标记说明：
10...第一控制器
20-R、20-G、20-B...第一发光单元
30-R、20-G、30-B...光感测器
40-R、40-G、40-B...第二发光单元
50...第二控制器
60-R、60-G、60-B...第三发光单元
C-LUT...补偿电路
D1...第一驱动信号
D2...第二驱动信号
DataU...主要数据
DataD...次要数据
DataR1、DataG1、DataB1...第一数字信号
Data R2、Data G2、Data B2...补偿信号
DC...驱动电路
DC-R、DC-G、DC-B...检测电路
DLU、DLD、DL...数据线
DR...暂存器
DVR、DVG、DVB...数字感测电压
LED...发光二极管
SR、SG、SB...感测信号
SCAN1～SCANN...扫描线
T...驱动晶体管
VADC...模拟数字转换电路
VDAC...数字模拟转换电路
VR、VG、VB...模拟感测电压
V_comp_R2、V_comp_G2、V_comp_B2...补偿电压
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及说明书附图进行更详细地描述而更容易理解，且本发明可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域技术人员而言，所提供的实施例将使本公开更加透彻与全面且完整地传达本发明的范围，且本发明将仅为所附加的权利要求所定义。
应当理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在本发明中可用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、层及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层及/或部分与另一个元件、部件、区域、层及/或部分区分开。因此，下文讨论的“第一元件”、“第一部件”、“第一区域”、“第一层”及/或“第一部分”可以被称为“第二元件”、“第二部件”、“第二区域”、“第二层”及/或“第二部分”，而不悖离本发明的构思和启示。
另外，术语“包括”及/或“包含”指所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
除非另有定义，本发明所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的定义，并且将不被解释为理想化或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
请参阅图1，其为本发明的发光模块的第一实施例的配置图。如图1所示，本发明的发光模块包括第一控制器10、第一发光单元20-R、20-G、20-B(其分别发出红色、绿色和蓝色)、光感测器30-R、30-G、30-B以及第二发光单元40-R、40-G、40-B(其分别发出红色、绿色和蓝色)。以红色第一发光单元20-R为例，第一发光单元20-R电性连接于第一控制器10，第一发光单元20-R根据第一控制器10的第一驱动信号D1而发光；光感测器30-R是设置邻近于第一发光单元20-R，光感测器30-R感测第一发光单元20-R的发光量；第二发光单元40-R电性连接第一控制器10，第二发光单元40-R根据第二驱动信号D2而发光。需说明的是，绿色第一发光单元20-G和蓝色第一发光单元20-B的配置皆与红色第一发光单元20-R的配置相同，于此不再加以重复阐述。
本发明的发光模块还包括第二控制器50及电性连接于第二控制器50的第三发光单元60-R、60-G、60-B，第二控制器50电性连接光感测器30-R、30-G、30-B以接收感测发光量的感测信号SR、SG、SB，并比较感测信号SR、SG、SB和临界值发出补偿信号Data R2、Data G2、Data B2至第三发光单元60-R、60-G、60-B(如图2所示)，使第三发光单元60-R、60-G、60-B发光以补偿第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量。
再以红色第一发光单元20-R为例，叙述本发明的发光模块的补偿机制如下：第一发光单元20-R根据第一控制器10的第一驱动信号D1发光，第二发光单元40-R根据第一控制器10的第二驱动信号D2而发光，第三发光单元60-R并未发光，光感测器30-R感测第一发光单元20-R的发光量并发出感测信号SR至第二控制器50，第二控制器50比较感测信号SR和临界值发出补偿信号Data R2至第三发光单元60-R，第三发光单元60-R根据补偿信号Data R2而发光以补偿第一发光单元20-R的发光量；同样地，绿色第一发光单元20-G和蓝色第一发光单元20-B的补偿机制皆与红色第一发光单元20-R的补偿机制相同，于此不再加以重复阐述。
需提及的是，根据第一控制器10的第一驱动信号D1，第一发光单元20-R、20-G、20-B的其一发光、第一发光单元20-R、20-G、20-B的其中两者发光或者第一发光单元20-R、20-G、20-B皆发光，而未局限于本发明所陈述的范围；根据第一控制器10的第二驱动信号D2，第二发光单元40-R、40-G、40-B的其一发光、第二发光单元40-R、40-G、40-B的其中两者发光或者第二发光单元40-R、40-G、40-B皆发光，而未局限于本发明所陈述的范围。
其中，第一发光单元20-R、20-G、20-B、第三发光单元60-R、60-G、60-B以及光感测器30-R、30-G、30-B设置于第一控制器10和第二控制器50之间，光感测器30-R、30-G、30-B和第三发光单元60-R、60-G、60-B为以第一发光单元20-R、20-G、20-B为基准而位于第一发光单元20-R、20-G、20-B的两侧，第二发光单元40-R、40-G、40-B和第一发光单元20-R、20-G、20-B为以第二控制器50为基准而位于第二控制器50的两侧；亦即，光感测器30-R、30-G、30-B、第一发光单元20-R、20-G、20-B以及第三发光单元60-R、60-G、60-B位于第一控制器10的一侧(光感测器30-R、30-G、30-B第一发光单元20-R、20-G、20-B以及第三发光单元60-R、60-G、60-B位于同侧)，第二发光单元40-R、40-G、40-B位于第一控制器10的另一侧(光感测器30-R、30-G、30-B和第二发光单元40-R、40-G、40-B位于相异侧)。
续言之，第一发光单元20-R、20-G、20-B和第二发光单元40-R、40-G、40-B包括发光二极管LED和驱动晶体管T，第三发光单元60-R、60-G、60-B也同样包括发光二极管LED和驱动晶体管T，发光二极管LED包括水平式发光二极管、覆晶式发光二极管、垂直式发光二极管或其他电子元件，而未局限于本发明所列举的范围；驱动晶体管T例如为p型或n型，驱动晶体管T包括薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)、底栅极式(bottom-gate)晶体管、顶栅极式(top-gate)晶体管、立体式的晶体管(vertical TFT)，当然也可为其他合适的晶体管，并未局限于本发明所列举的范围；光感测器30-R、30-G、30-B包括光电二极管、光敏电阻以及光电晶体管，当然也可为其他优选的光感测元件，而未局限于本发明所列举的范围。
请参阅图2，其为本发明的发光模块的第一实施例的第二控制器的配置图。如图2所示，第二控制器50包括检测电路DC-B、DC-R、DC-G、模拟数字转换电路VADC、暂存器DR、驱动电路DC、补偿电路C-LUT以及数字模拟转换电路VDAC，检测电路DC-R、DC-G、DC-B连接光感测器30-R、30-G、30-B，检测电路DC-R、DC-G、DC-B连接模拟数字转换电路VADC，暂存器DR连接驱动电路DC和补偿电路C-LUT，模拟数字转换电路VADC连接补偿电路C-LUT，驱动电路DC和补偿电路C-LUT皆连接数字模拟转换电路VDAC。其中，检测电路DC-R、DC-G、DC-B以运算放大器OP和电阻R组成，运算放大器OP为负反馈放大器，检测电路DC-R、DC-G、DC-B也可为其他优选的电路配置，而未局限于本发明所列举的范围。
检测电路DC-R、DC-G、DC-B接收感测信号SR、SG、SB并将其转换为模拟感测电压VR、VG、VB，模拟数字转换电路VADC将模拟感测电压VR、VG、VB转换为数字感测电压DVR、DVG、DVB并将其输出至补偿电路C-LUT，此时，暂存器DR分别输入主要数据DataU和次要数据DataD(即为前述段落所述的临界值)至驱动电路DC和补偿电路C-LUT；驱动电路DC据此输出第一数字信号DataR1、DataG1、DataB1至数字模拟转换电路VDAC，数字模拟转换电路VDAC输出已数字模拟化的第一数字信号DataR1、DataG1、DataB1至第二控制器50的不同于光感测器30-R、30-G、30-B的一侧的第一发光单元20-R、20-G、20-B(第一数字信号DataR1、DataG1、DataB1为分别对应红色第一发光单元20-R、绿色第一发光单元20-G、蓝色第一发光单元20-B)，补偿电路C-LUT比较次要数据DataD的对应数字感测电压DVR、DVG、DVB的数值和数字感测电压DVR、DVG、DVB的数值而输出补偿电压V_comp_R2、V_comp_G2、V_comp_B2至数字模拟转换电路VDAC，数字模拟转换器VDAC输出补偿信号DataR2、DataG2、DataB2至第三发光单元60-R、60-G、60-B，第三发光单元60-R、60-G、60-B分别补偿第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量。需提及的是，根据补偿信号DataR2、DataG2、DataB2，第三发光单元60-R、60-G、60-B的其一发光、第三发光单元60-R、60-G、60-B的其中两者发光或者第三发光单元60-R、60-G、60-B皆发光，而未局限于本发明所陈述的范围。
另，第一控制器10和第二控制器50的配置相同，第一控制器10的第一驱动信号D1相当于第一数字信号DataR1、DataG1、DataB1，红色第一发光单元20-R、绿色第一发光单元20-G、蓝色第一发光单元20-B根据第一数字信号DataR1、DataG1、DataB1而发光，红色第一发光单元20-R、绿色第一发光单元20-G、蓝色第一发光单元20-B由第一数字信号DataR1、DataG1、DataB1控制。
请参阅图3至图5，其为本发明的发光模块的第二实施例的示意图、本发明的发光模块的第二实施例的配置图以及本发明的发光模块的第二实施例的信号图。于本实施例中，相同元件符号的元件，其配置与前述类似，其类似处于此便不再加以赘述。
如图3所示，本发明的发光模块的第二实施例与第一实施例的差异之处：多个发光模块由数据线DLU、DLD以及扫描线SCAN1～SCANN控制，每个第一控制器10和每个第二控制器50皆有连接数据线DLU、DLD以及扫描线SCAN1～SCANN的其一，举例来说，第一控制器10和第二控制器50连接数据线DLU(其包括DLU_R、DLU_G、DLU_B)、DLD(其包括DLD_R、DLD_G、DLD_B)以及扫描线SCAN1，其余第一控制器10和第二控制器50皆为相同配置，于此不再加以赘述。
如图4和图5所示，以单个第一控制器10、单个第二控制器50、第一发光单元20-R、20-G、20-B(其分别发出红色、绿色和蓝色)、光感测器30-R、30-G、30-B、第二发光单元40-R、40-G、40-B以及第三发光单元60-R、60-G、60-B为例，扫描线SCAN1使第一控制器10和第二控制器50启动，数据线DLU传输如图2所示的主要数据DataU(其包括Data RU、Data GU、DataBU)至第一控制器10的暂存器DR，第一控制器10的暂存器DR输出主要数据DataU至第一控制器10的驱动电路DC，第一控制器10的驱动电路DC根据主要数据DataU使第一发光单元20-R、20-G、20-B发光。
此时，光感测器30-R、30-G、30-B感测第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量并回传感测信号SR、SG、SB至第二控制器50的检测电路DC-R、DC-G、DC-B，第二控制器50的检测电路DC-R、DC-G、DC-B将感测信号SR、SG、SB转换为模拟感测电压VR、VG、VB，第二控制器50的模拟数字转换电路VADC将模拟感测电压VR、VG、VB转换为数字感测电压DVR、DVG、DVB并将其输出至第二控制器50的补偿电路C-LUT，数据线DLD传输次要数据DataD(其包括Data RD、DataGD、Data BD)至第二控制器50的暂存器DR，第二控制器50的暂存器DR将次要数据DataD传输至第二控制器50的补偿电路C-LUT；因此，第二控制器50的补偿电路C-LUT接收次要数据DataD和数字感测电压DVR、DVG、DVB并比较次要数据DataD和数字感测电压DVR、DVG、DVB，以输出补偿电压至V_comp_R2、V_comp_G2、V_comp_B2至第二控制器50的数字模拟转换电路VDAC，第二控制器50的数字模拟转换器VDAC输出补偿信号DataR2、DataG2、DataB2至第三发光单元60-R、60-G、60-B，第三发光单元60-R、60-G、60-B分别补偿第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量。
请参阅图6至图8，其为本发明的发光模块的第三实施例的示意图、本发明的发光模块的第三实施例的配置图以及本发明的发光模块的第三实施例的信号图。于本实施例中，相同元件符号的元件，其配置与前述类似，其类似处于此便不再加以赘述。
如图6所示，本发明的发光模块的第三实施例与第一实施例的差异之处：多个发光模块由数据线DL以及扫描线SCAN1～SCANN控制，每个第一控制器10和每个第二控制器50皆有连接数据线DL以及扫描线SCAN1～SCANN的其一，举例来说，第一控制器10和第二控制器50连接数据线DL(其包括DL_R、DL_G、DL_B)以及扫描线SCAN1，其余第一控制器10和第二控制器50皆为相同配置，于此不再加以赘述。
如图7和图8所示，以单个第一控制器10、单个第二控制器50、第一发光单元20-R、20-G、20-B(其分别发出红色、绿色和蓝色)、光感测器30-R、30-G、30-B、第二发光单元40-R、40-G、40-B以及第三发光单元60-R、60-G、60-B为例，扫描线SCAN1使第一控制器10和第二控制器50启动，数据线DL传输如图2所示的主要数据DataU(其包括Data RU、Data GU、DataBU)至第一控制器10的暂存器DR，第一控制器10的暂存器DR输出主要数据DataU至第一控制器10的驱动电路DC，第一控制器10的驱动电路DC根据主要数据DataU使第一发光单元20-R、20-G、20-B发光。
此时，光感测器30-R、30-G、30-B感测第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量并回传感测信号SR、SG、SB至第二控制器50的检测电路DC-R、DC-G、DC-B，第二控制器50的检测电路DC-R、DC-G、DC-B将感测信号SR、SG、SB转换为模拟感测电压VR、VG、VB，第二控制器50的模拟数字转换电路VADC将模拟感测电压VR、VG、VB转换为数字感测电压DVR、DVG、DVB并将其输出至第二控制器50的补偿电路C-LUT，数据线DL传输次要数据DataD(其包括Data RD、DataGD、Data BD)至第二控制器50的暂存器DR，第二控制器50的暂存器DR将次要数据DataD传输至第二控制器50的补偿电路C-LUT；因此，第二控制器50的补偿电路C-LUT接收次要数据DataD和数字感测电压DVR、DVG、DVB并比较次要数据DataD和数字感测电压DVR、DVG、DVB，以输出补偿电压V_comp_R2、V_comp_G2、V_comp_B2至第二控制器50的数字模拟转换电路VDAC，第二控制器50的数字模拟转换器VDAC输出补偿信号DataR2、DataG2、DataB2至第三发光单元60-R、60-G、60-B，第三发光单元60-R、60-G、60-B分别补偿第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量。
请参阅图9，其为本发明的发光模块的补偿方法的流程图。如图9所示，并搭配图1至图4说明如下：(1)S11步骤：利用第一控制器10发出第一驱动信号D1和第二驱动信号D2，以驱动第一发光单元20-R、20-G、20-B和第二发光单元40-R、40-G、40-B发光，第三发光单元60-R、40-G、40-B并未发光。(2)利用光感测器60-R、60-G、60-B感测第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量，并将对应发光量的感测信号SR、SG、SB传送至第二控制器50。(3)第二控制器50比较感测信号SR、SG、SB的数值和临界值来发出补偿信号DataR2、DataG2、DataB2至第三发光单元60-R、60-G、60-B，驱动第三发光单元60-R、60-G、60-B发光以补偿第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量。
观前所述，本发明的发光模块的补偿方法，利用第一控制器10、第二控制器50以及光感测器60-R、60-G、60-B，控制及感测第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量，并搭配第三发光单元60-R、60-G、60-B来补偿第一发光单元20-R、20-G、20-B的发光量。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的构思与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。

Claims (10)

1.一种发光模块，其包括：
一第一控制器；
一第一发光单元，电性连接于该第一控制器，该第一发光单元根据该第一控制器的一第一驱动信号而发光；
一光感测器，是设置邻近于该第一发光单元，该光感测器感测该第一发光单元的一发光量；以及
一第二发光单元，电性连接该第一控制器，该第二发光单元根据一第二驱动信号而发光，
所述发光模块还包括一第二控制器及电性连接于该第二控制器的一第三发光单元，该第二控制器电性连接该光感测器以接收感测该发光量的一感测信号，并根据该感测信号发出一补偿信号至该第三发光单元，使该第三发光单元由未发光变为发光以补偿该第一发光单元的该发光量，其中，该第三发光单元和被其补偿的该第一发光单元都发出相同颜色的光，
其中，多个所述发光模块由数据线以及扫描线控制，每个该第一控制器和每个该第二控制器皆有连接所述数据线以及所述扫描线。
2.如权利要求1所述的发光模块，其中，该第一发光单元、该第三发光单元以及该光感测器设置于该第一控制器和该第二控制器之间。
3.如权利要求1所述的发光模块，其中该第二控制器比较该感测信号的数值和一临界值来发出该补偿信号。
4.如权利要求1所述的发光模块，其中，该第一控制器根据该数据线的所传输的数据而发出该第一驱动信号，该扫描线控制该第一控制器的启动。
5.如权利要求1所述的发光模块，其中该第一发光单元和该第二发光单元分别包括一发光二极管和一驱动晶体管。
6.一种发光模块的补偿方法，是适用于电性连接一第一控制器的一第一发光单元与一第二发光单元以及电性连接一第二控制器的一光感测器与一第三发光单元，该补偿方法包括：
利用该第一控制器发出一第一驱动信号，以驱动该第一发光单元发光；
利用该光感测器感测该第一发光单元的一发光量，并将对应该发光量的一感测信号传送至该第二控制器；以及
该第二控制器根据该感测信号而发出一补偿信号至该第三发光单元，驱动该第三发光单元由未发光变为发光以补偿该第一发光单元的该发光量，其中，该第三发光单元和被其补偿的该第一发光单元都发出相同颜色的光，
其中，多个所述发光模块由数据线以及扫描线控制，每个该第一控制器和每个该第二控制器皆有连接所述数据线以及所述扫描线。
7.如权利要求6所述的发光模块的补偿方法，其中，该第一发光单元、该第三发光单元以及该光感测器位于该第一控制器和该第二控制器之间。
8.如权利要求6所述的发光模块的补偿方法，其中，该第二控制器比较该感测信号的数值和一临界值来发出该补偿信号。
9.如权利要求6所述的发光模块的补偿方法，其中，该第一控制器根据该数据线的所传输的数据而发出该第一驱动信号，该扫描线控制该第一控制器的启动。
10.如权利要求6所述的发光模块的补偿方法，其中该第一发光单元和该第二发光单元分别包括一发光二极管和一驱动晶体管。
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