JP2005340809A - 発光装置、発光システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで簡易に特定発光色を維持できる発光装置、発光システムおよびその制御方法を提供すること。
【解決手段】 異なる色を放出する複数の発光ユニット、前記発光ユニットのそれぞれに接続される複数の電流駆動ユニット、前記電流駆動ユニットに接続され、複数の既定の光強度の参照値と前記発光ユニットからの異なる色の光出力間の差異に応じて、駆動信号を出力する制御回路ユニットとを含む発光装置、発光システムおよびその制御方法を採用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子発光ディスプレイ装置の発光装置、発光システムおよびその制御方法に関し、特に、電子発光ディスプレイ装置の発光装置（ＬＥＤｓ）を駆動する駆動回路に関するものである。

近来、ディスプレイ技術、特に、一般的に発光装置と呼ばれるエレクトロルミネセント素子は、急速に進歩している。発光装置は、例えば、液晶ディスプレイのバックライトモジュール、電子発光ディスプレイの直接光源、発光システムなど広範囲の応用に実施することができる。

動作は、電流が発光装置に流れ、光を生成する。その中に混合された特殊活性材料によって、発生装置は異なる色の光線を発することができる。発光装置が発した光の色は、その応用の要求に応じて決められる。

発光装置から発された、異なる色の光を混合し、白光を生成する発光システム（特許文献１参照）が挙げられている。白光の色偏差を防ぐために、ここでは、発光装置の色調と発光装置の温度を合併し、発光装置の光出力の調整を係数とする制御方法が挙げられている。この制御システムは、自動調整によって達成され、且つ、制御規則を計算するマイクロコントローラを含む複雑な構造を必要として実施されている。

よって、発光システムの製造を簡易化し、コストを減少できる制御システムと制御方法が必要である。

米国特許第６，４１１，０４６号

このことに鑑みて、上述の問題を解決するために、本発明の主たる目的は、低コストで簡易に特定色を維持できる発光装置、発光システムおよびその制御方法を提供することにある。

本発明の前記目的は、下記に示す発光装置、発光システムおよびその制御方法により達成される。

すなわち、本発明は、異なる色を放出する複数の発光ユニット、
前記発光ユニットのそれぞれに接続される複数の電流駆動ユニット、
前記電流駆動ユニットに接続され、複数の既定の光強度の参照値と前記発光ユニットからの異なる色の光出力間の差異に応じて、駆動信号を出力する制御回路ユニットとを含むことを特徴とする発光装置を提供するものである。

本発明に係る前記発光装置は、それぞれ特定色の光出力を測定する複数の光検出器、
それぞれ前記既定の光強度の参照値と測定された特定色の光出力間の差異を比較し、比較した結果に応じてフィードバック信号を出力する複数の比較器、および
それぞれ前記フィードバック信号に応じて対応する前記制御信号を出力する複数の制御ユニットを更に含む。

本発明に係る前記発光装置において、前記各光検出器は、フィルターを有するフォトダイオードを含み、選択的に特定色の光出力を通させる。

また、本発明は、異なる発光色の複数の発光装置を含み、
異なる発光色の前記発光装置からの光出力を検出し、且つ、複数の対応する検出した光信号を生成するステップ、
複数の光強度の参照信号を生成するステップ、
前記検出した光信号と前記光強度の参照信号を比較し、複数の対応するフィードバック信号を生成するステップ、および
前記フィードバック信号に応じて、特定色の光出力を対応する前記光強度の参照信号値に調整する複数の駆動信号を生成するステップを含む発光システムの制御方法を提供するものである。

本発明に係る前記発光システムの制御方法において、前記駆動信号を生成するステップは、複数のパルス変調信号の生成を含み、前記パルス変調信号のデューティサイクルは、前記フィードバック信号に応じて変わる。

本発明に係る前記発光システムの制御方法において、前記光強度の参照信号は、特定色の光出力の目標平均値である。

また、本発明は、異なる発光色の複数の発光装置を含み、
前記発光装置に流れる複数の電流を生成して、前記発光装置に異なる色の光出力を生じさせ、各前記電流の値は、それぞれ対応する駆動信号に応じて変わるステップ、および
特定色の光出力と、対応する既定の光強度の参照値間の差異に応じて、対応する前記駆動信号を生成するステップを含む発光システムの制御方法を提供するものである。

本発明に係る前記発光システムの制御方法において、前記駆動信号を生成するステップは、前記駆動信号の生成を含み、特定色の光出力を対応する前記光強度の参照値に調整する。

本発明に係る前記発光システムの制御方法において、前記駆動信号を生成するステップは、
前記発光装置からの異なる色の光出力を検出し、且つ、対応する複数の検出した光信号を生成するステップ、
前記検出した光信号と前記光強度の参照値を比較し、複数の対応するフィードバック信号を生成するステップ、および
各フィードバック信号に応じて対応する前記駆動信号を設定するステップを更に含む。

本発明に係る前記発光システムの制御方法において、前記駆動信号は、パルス変調信号を含む。

本発明に係る前記発光システムの制御方法において、前記各光強度の参照値は、特定色の光出力の目標平均値である。

また、本発明は、異なる発光色を有する複数の発光装置、
それぞれ駆動信号に応じて電流を特定色の少なくとも一つの前記発光装置に提供する複数の電流駆動器、
前記電流駆動器に接続され、複数の既定の光強度の参照値と前記発光装置からの異なる色の光出力間の差異に応じて、前記駆動信号を出力する制御回路を含む発光システムを提供するものである。

本発明に係る前記発光システムは、それぞれ特定色の光出力を測定する複数の光検出器、
それぞれ前記既定の光強度の参照値と測定された特定色の光出力間の差異を比較し、比較した結果に応じてフィードバック信号を出力する複数の比較器、および
それぞれ前記フィードバック信号に応じて対応する前記制御信号を出力する複数の制御器を更に含む。

本発明に係る前記発光システムにおいて、前記制御器は、複数のパルス変調信号の形式で対応する前記駆動信号を出力する。

本発明に係る前記発光システムにおいて、前記パルス変調信号のデューティサイクルは、前記既定の光強度の参照値と測定された特定色の光出力間の差異に応じて設定される。

本発明に係る前記発光システムにおいて、前記各光検出器は、フィルターを有するフォトダイオードを含み、選択的に特定色の光出力を通させる。

本発明に係る前記発光システムにおいて、前記各光強度の参照値は、特定色の光出力の目標平均値である。

本発明に係る前記発光システムにおいて、前記各駆動信号は、特定色の光出力を対応する既定の光強度の参照値と同じに調整させる。

本発明に係る発光装置、発光システムおよびその制御方法は、低コストで簡易に特定発光色を維持できる。従って、ＬＥＤ装置に広範囲に応用することができ、特に、白色発光装置に用いて液晶ディスプレイ装置のバックライトとすることができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の発光装置の概略図を示している。発光装置２００は、複数の発光ユニット２１４を含む。本実施形態では、発光ユニット２１４は、異なる発光色の発光ユニット２１４Ｒ、２１４Ｇおよび２１４Ｂを含み、それぞれ赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）を発する。発光ユニット２１４は、有機発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体ＬＥＤなどであることができる。

電流駆動ユニット２１２は、発光ユニット２１４Ｒ、２１４Ｇおよび２１４Ｂを流れた電流を生成する。電流駆動ユニット２１２からの電流に応じて、発光ユニット２１４Ｒ、２１４Ｇおよび２１４Ｂは、赤、緑および青の基本色を発し、赤色光、緑色光および青色光は互いに混ざり、全スペクトルの色を達成する。

光検出器２２０Ｒ、２２０Ｇおよび２２０Ｂは、それぞれ発光ユニット２１４Ｒ、２１４Ｇおよび２１４Ｂから発された特定発光色の明度を測定する。赤色光検出器２２０Ｒは、発光ユニット２１４Ｒから発された赤色の明度を測定し、緑色光検出器２２０Ｇは、発光ユニット２１４Ｇから発された緑色の明度を測定し、青色光検出器２２０Ｂは、発光ユニット２１４Ｂから発された青色の明度を測定する。光検出器２２０Ｒ、２２０Ｇおよび２２０Ｂは、フォトダイオードであることができ、それぞれ異なる色のフィルターを有し、選択的に赤色光、緑色光および青色光を通させる。

光検出器２２０Ｒ、２２０Ｇおよび２２０Ｂは、測定した三色光の明度に応じて、アナログ信号からなる測定信号Ｒ_ｓ、Ｇ_ｓおよびＢ_ｓをそれぞれ生成する。測定信号Ｒ_ｓ、Ｇ_ｓおよびＢ_ｓが比較器２４０に出力される前、増幅器２３０で比例に応じて増幅される。比較器２４０は、測定信号Ｒ_ｓ、Ｇ_ｓおよびＢ_ｓと参照信号Ｒ_ｆ、Ｇ_ｆおよびＢ_ｆをそれぞれ比較し、その差異に応じて、フィードバック信号を出力する。測定信号Ｒ_ｓ、Ｇ_ｓおよびＢ_ｓと参照信号Ｒ_ｆ、Ｇ_ｆおよびＢ_ｆの差異は、発光ユニット２１４Ｒ、２１４Ｇおよび２１４Ｂの目標の光出力と各実際の光出力間の誤差を示している。

制御ユニット２５０は、フィードバック信号に応じて駆動信号を電流駆動ユニット２１２に出力し、発光ユニット２１４に提供した電流値を制御して調整する。本実施形態では、制御ユニット２５０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御の集積回路で実施される。制御ユニット２５０の操作では、制御信号は、ＰＷＭのデューティサイクルの形式で発光ユニットの駆動電流を調整する。

本発明を説明するために、ＰＷＭ制御の実施形態を例とするが、実際の応用では、その他の異なる制御構造、例えば、振幅制御などで実施することができる。

図２は、本発明の実施形態の発光装置を駆動する方法の流れ図を示している。説明のため、この実施形態では、順序に従って複数のステップを説明する。しかし、実際の応用では、これらのステップは、そのハードウェアとソフトウェアに応じて異なる順序で実行することができる。

まず、参照信号Ｒ_ｆ、Ｇ_ｆおよびＢ_ｆの値は、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）三色のＬＥＤが望む光出力の強度に応じて設定される（ステップ３０２）。本実施形態では、望む色温度には、設定された参照信号Ｒ_ｆ、Ｇ_ｆおよびＢ_ｆの値を赤色光、緑色光および青色光の三色の光出力の目標平均値と合わせる。３つの駆動信号を出力し、三色の発光ユニットをそれぞれ点灯させる（ステップ３０４）。本実施形態では、駆動信号はパルス変調信号であることができ、そのデューティサイクルは、発光ユニットの光出力の程度を決める。

続いて、発光ユニットが発した三色光を測定し（ステップ３０６）、且つ、対応する測定信号Ｒ_ｓ、Ｇ_ｓおよびＢ_ｓを生成し、測定信号Ｒ_ｓ、Ｇ_ｓおよびＢ_ｓと参照信号Ｒ_ｆ、Ｇ_ｆおよびＢ_ｆをそれぞれ比較する（ステップ３０８）。一以上の測定信号がその対応する参照信号に合わない場合、駆動信号を設定することで三色の発光ユニットの光出力を調整し、それを参照信号Ｒ_ｆ、Ｇ_ｆおよびＢ_ｆが定義する程度と同じにさせる（ステップ３１０）。

ステップ３０６〜３１０は、一つの無限ループを形成し、三色の発光ユニットが発する光が連続的に測定され、参照信号Ｒ_ｆ、Ｇ_ｆおよびＢ_ｆが定義する程度に応じて、一以上の色の発光ユニットの光出力を決め校正する。

以上、本発明の好適な実施形態を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

本発明に係る発光装置、発光システムおよびその制御方法は、ＬＥＤ装置に広範囲に応用することができ、特に、白色発光装置に用いて液晶ディスプレイ装置のバックライトとすることができ、そのフィードバック構造は、ＬＥＤが発した光の明度の測定に応じて白光の固定色温度を容易に維持する。

図１は、本発明に係る発光装置の実施形態を概略図である。 図２は、本発明に係る発光装置を制御する方法の流れ図である。

符号の説明

２００ 発光装置
２１２ 電流駆動ユニット
２１４、２１４Ｒ、２１４Ｇ、２１４Ｂ 発光ユニット
２２０Ｒ、２２０Ｇ、２２０Ｂ 光検出器
２４０ 比較器
２５０ 制御ユニット

Claims (18)

1. 異なる色を放出する複数の発光ユニット、
   前記発光ユニットのそれぞれに接続される複数の電流駆動ユニット、
   前記電流駆動ユニットに接続され、複数の既定の光強度の参照値と前記発光ユニットからの異なる色の光出力間の差異に応じて、駆動信号を出力する制御回路ユニットとを含むことを特徴とする発光装置。
2. それぞれ特定色の光出力を測定する複数の光検出器、
   それぞれ前記既定の光強度の参照値と測定された特定色の光出力間の差異を比較し、比較した結果に応じてフィードバック信号を出力する複数の比較器、および
   それぞれ前記フィードバック信号に応じて対応する前記制御信号を出力する複数の制御ユニットを更に含む請求項１に記載の発光装置。
3. 前記各光検出器は、フィルターを有するフォトダイオードを含み、選択的に特定色の光出力を通させる請求項２に記載の発光装置。
4. 異なる発光色の複数の発光装置を含み、
   異なる発光色の前記発光装置からの光出力を検出し、且つ、複数の対応する検出した光信号を生成するステップ、
   複数の光強度の参照信号を生成するステップ、
   前記検出した光信号と前記光強度の参照信号を比較し、複数の対応するフィードバック信号を生成するステップ、および
   前記フィードバック信号に応じて、特定色の光出力を対応する前記光強度の参照信号値に調整する複数の駆動信号を生成するステップを含む発光システムの制御方法。
5. 前記駆動信号を生成するステップは、複数のパルス変調信号の生成を含み、前記パルス変調信号のデューティサイクルは、前記フィードバック信号に応じて変わる請求項４に記載の発光システムの制御方法。
6. 前記光強度の参照信号は、特定色の光出力の目標平均値である請求項４に記載の発光システムの制御方法。
7. 異なる発光色の複数の発光装置を含み、
   前記発光装置に流れる複数の電流を生成して、前記発光装置に異なる色の光出力を生じさせ、各前記電流の値は、それぞれ対応する駆動信号に応じて変わるステップ、および
   特定色の光出力と、対応する既定の光強度の参照値間の差異に応じて、対応する前記駆動信号を生成するステップを含む発光システムの制御方法。
8. 前記駆動信号を生成するステップは、前記駆動信号の生成を含み、特定色の光出力を対応する前記光強度の参照値に調整する請求項７に記載の発光システムの制御方法。
9. 前記駆動信号を生成するステップは、
   前記発光装置からの異なる色の光出力を検出し、且つ、対応する複数の検出した光信号を生成するステップ、
   前記検出した光信号と前記光強度の参照値を比較し、複数の対応するフィードバック信号を生成するステップ、および
   各フィードバック信号に応じて対応する前記駆動信号を設定するステップを更に含む請求項７に記載の発光システムの制御方法。
10. 前記駆動信号は、パルス変調信号を含む請求項７に記載の発光システムの制御方法。
11. 前記各光強度の参照値は、特定色の光出力の目標平均値である請求項７に記載の発光システムの制御方法。
12. 異なる発光色を有する複数の発光装置、
    それぞれ駆動信号に応じて電流を特定色の少なくとも一つの前記発光装置に提供する複数の電流駆動器、
    前記電流駆動器に接続され、複数の既定の光強度の参照値と前記発光装置からの異なる色の光出力間の差異に応じて、前記駆動信号を出力する制御回路を含む発光システム。
13. それぞれ特定色の光出力を測定する複数の光検出器、
    それぞれ前記既定の光強度の参照値と測定された特定色の光出力間の差異を比較し、比較した結果に応じてフィードバック信号を出力する複数の比較器、および
    それぞれ前記フィードバック信号に応じて対応する前記制御信号を出力する複数の制御器を更に含む請求項１２に記載の発光システム。
14. 前記制御器は、複数のパルス変調信号の形式で対応する前記駆動信号を出力する請求項１３に記載の発光システム。
15. 前記パルス変調信号のデューティサイクルは、前記既定の光強度の参照値と測定された特定色の光出力間の差異に応じて設定される請求項１４に記載の発光システム。
16. 前記各光検出器は、フィルターを有するフォトダイオードを含み、選択的に特定色の光出力を通させる請求項１３に記載の発光システム。
17. 前記各光強度の参照値は、特定色の光出力の目標平均値である請求項１２に記載の発光システム。
18. 前記各駆動信号は、特定色の光出力を対応する既定の光強度の参照値と同じに調整させる請求項１２に記載の発光システム。
    

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