TW201703585A - 控制發光二極體亮度的信號產生方法及電路 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種控制發光二極體亮度的信號產生方法，包括以下步驟。首先，產生第一脈衝信號，第一脈衝信號包括P位元的灰階資訊，P為正整數，其中第一脈衝信號的解析度是N赫茲，N為正整數。然後，在第一脈衝信號之後產生第二脈衝信號，第二脈衝信號包括Q位元的灰階資訊，Q為正整數，其中第二脈衝信號的振幅與第一脈衝信號的振幅不相同，第二脈衝信號的解析度與第一脈衝信號的解析度相同。接著，利用第一脈衝信號與第二脈衝信號代表發光二極體的灰階資訊。
Description
本發明有關於一種發光二極體，且特別是一種控制發光二極體亮度的信號產生方法及電路。
傳統的控制發光二極體亮度調整的方式是產生脈衝寬度調變(PWM)信號以切換連接至發光二極體的電晶體。脈衝寬度調變信號如圖1A所示，其中責任週期D是被控制位元而決定。基於成本，脈衝寬度調變信號的頻率並不高，使得當所使用的控制位元越多，脈衝寬度調變信號的長度T越長。對於以16個控制位元控制發光二極體顯示器的情況，其中脈衝信號的解析度是N赫茲，N為正整數。責任週期以1/N的長度改變，使得在責任週期D的最大值Dmax(也就是長度T)之內可以產生65536種灰階，如圖1B所示。如此會使得脈衝寬度調變信號的長度T相當長，且會花費更多時間以顯示一個幀(frame)，例如使得幀的顯示頻率低下。
本發明實施例提供一種控制發光二極體亮度的信號產生方法及電路，組合兩種不同的信號以產生混合脈衝寬度調變信號，藉此控制發光二極體的亮度調整。
本發明實施例提供一種控制發光二極體亮度的信號產生方法，包括以下步驟。首先，產生第一脈衝信號，第一脈衝信號包括P位元的灰階資訊，P為正整數，其中第一脈衝信號的解析度
是N赫茲，N為正整數。然後，在第一脈衝信號之後產生第二脈衝信號，第二脈衝信號包括Q位元的灰階資訊，Q為正整數，其中第二脈衝信號的振幅與第一脈衝信號的振幅不相同，第二脈衝信號的解析度與第一脈衝信號的解析度相同。接著，利用第一脈衝信號與第二脈衝信號代表發光二極體的灰階資訊。
本發明實施例提供一種控制發光二極體亮度的信號產生電路，包括脈衝產生器以及驅動電路。脈衝產生器用以產生第一脈衝信號以及在第一脈衝信號之後的第二脈衝信號，脈衝產生器的解析度是N赫茲，N為正整數。第一脈衝信號包括P位元的灰階資訊，P為正整數，第二脈衝信號包括Q位元的灰階資訊，Q為正整數，第二脈衝信號的振幅與第一脈衝信號的振幅不相同。驅動電路耦接脈衝產生器，依據第一脈衝信號與第二脈衝信號所代表的灰階資訊以控制發光二極體的灰階。
綜上所述，本發明實施例提供一種控制發光二極體亮度的信號產生方法及電路，透過組合兩種不同的脈衝信號以產生混合脈衝寬度調變信號，其中兩種不同的脈衝信號的責任週期或振幅可被選擇用以代表控制位元的資訊，因而可明顯縮短脈衝信號的長度。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
D、D1、D2、DA‧‧‧責任週期
T、T1、T2、TA、TB‧‧‧長度
Dmax‧‧‧責任週期的最大值
A1、A2、AA、AB‧‧‧振幅
11‧‧‧脈衝產生器
12‧‧‧驅動電路
13‧‧‧發光二極體
MP‧‧‧灰階資訊
Drv‧‧‧驅動信號
S110、S120、S130‧‧‧步驟流程
圖1A是傳統的用於控制發光二極體亮度的脈寬調變信號的波形圖。
圖1B是圖1A的脈寬調變信號以16個控制位元而產生65536灰階的示意圖。
圖2是本發明實施例提供的控制發光二極體亮度的信號產生
方法的流程圖。
圖3是本發明實施例提供的混合脈衝寬度調變信號的波形圖。
圖4是本發明另一實施例提供的混合脈衝寬度調變信號的波形圖。
圖5是本發明實例提供的控制發光二極體亮度的信號產生電路的電路圖。
請參照圖2，圖2是本發明實施例提供的控制發光二極體亮度的信號產生方法的流程圖。首先，在步驟S110中，產生第一脈衝信號，第一脈衝信號包括P位元的灰階資訊，P為正整數，其中第一脈衝信號的解析度是N赫茲，N為正整數。
然後，在步驟S120中，在第一脈衝信號之後產生第二脈衝信號，第二脈衝信號包括Q位元的灰階資訊，Q為正整數，其中第二脈衝信號的振幅與第一脈衝信號的振幅不相同。並且，在實際應用時，第二脈衝信號的解析度與第一脈衝信號的解析度相同。
接著，在步驟S130中，利用第一脈衝信號與第二脈衝信號代表發光二極體的灰階資訊。藉此，發光二極體的亮度(或稱為灰階)可以被決定。對應於圖2的流程，本發明提供了下述圖3和圖4的實施例。
請先參照圖3，圖3是本發明實施例提供的混合脈衝寬度調變信號的波形圖。在圖3中，第一脈衝信號與第二脈衝信號皆是脈衝寬度調變信號。第一脈衝信號的長度(或稱為週期)是T1，責任週期是D1，且振幅是A1。第二脈衝信號的長度是T2，責任週期是D2，且振幅是A2。在本實施例中，第一脈衝信號的長度T1與第二脈衝信號的長度T2相同。對應於步驟S110，圖3第一脈衝
信號的責任週期D1介於零與2P/N之間以代表P位元的灰階資訊。對應於步驟S120，第二脈衝信號的責任週期D2介於零與2Q/N之間以代表Q位元的灰階資訊。換句話說，P位元的灰階資訊是以第一脈衝信號的責任週期D1代表，Q位元的灰階資訊是以第二脈衝信號的責任週期D2代表。
在圖3的實施例中，第一脈衝信號的振幅A1與第二脈衝信號的振幅A2不相同，尤其在控制發光二極體亮度的實際應用時，較佳的實施方式是第二脈衝信號的振幅A2小於第一脈衝信號的振幅A1，但本發明並不因此限定。
依據上述，圖3的實施例的混合脈衝寬度調變信號的長度是T1+T2，即2P/N加上2Q/N，也就是(2P+2Q)/N。若控制位元的數目(P+Q)為16，則如圖1B所示，傳統的脈衝寬度調變信號的長度是65536/N。相對的，若使用圖3的混合脈衝寬度調變信號，且設定P=8，Q=8，可知混合脈衝寬度調變信號的長度是(256+256)/N，也就是512/N，已明顯縮短脈衝信號的長度。
接著，請參照圖4，圖4是本發明另一實施例提供的混合脈衝寬度調變信號的波形圖。在圖4中，第一脈衝信號是脈衝寬度調變信號，第一脈衝信號的長度TA為2P/N，第一脈衝信號的責任週期DA介於零與2P/N之間以代表P位元的灰階資訊。第一脈衝信號的振幅固定為AA。接著，第二脈衝信號是脈衝振幅調變(PAM)信號，第二脈衝信號的振幅AB介於零與2Q之間以代表Q位元的灰階資訊。第一脈衝信號的振幅AA與第二脈衝信號的振幅AB不相同，且較佳的實施例是第二脈衝信號的振幅AB小於第一脈衝信號的振幅AA。第二脈衝信號的長度TB是預先決定且是固定值。換句話說，P位元的灰階資訊是以第一脈衝信號的責任週期DA代表，Q位元的灰階資訊是以第二脈衝信號的振幅AB代表。利用圖4的混合脈衝寬度調變信號取代傳統的脈衝寬度調變信號(例如參照圖1B)也可明顯縮短脈衝信號的長度。
基於圖4的實施例，圖4的實施例的第一脈衝信號和第二脈衝信號的次序可以交換。也就是說，圖4的實施例可以改為，使第一脈衝信號是脈衝振幅調變信號，第一脈衝信號的振幅AB介於零與2P之間以代表P位元的灰階資訊。並使第二脈衝信號是脈衝寬度調變信號，第二脈衝信號的長度TA為2Q/N，第二脈衝信號的責任週期DA介於零與2Q/N之間以代表Q位元的灰階資訊。換句話說，P位元的灰階資訊是以第一脈衝信號的振幅AB代表，Q位元的灰階資訊是以第二脈衝信號的責任週期DA代表。在此實施例，較佳的是第二脈衝信號的振幅AA小於第一脈衝信號的振幅AB。
若控制位元的數目(P+Q)為16，則如圖1B所示，傳統的脈衝寬度調變信號的長度是65536/N。相對的，若使用圖4的混合脈衝寬度調變信號，且設定P=8，Q=8，TB=1/N，可知混合脈衝寬度調變信號的長度是(256+1)/N，也就是257/N，已明顯縮短脈衝信號的長度。
請參照圖5，圖5是本發明實例提供的控制發光二極體亮度的信號產生電路的電路圖。控制發光二極體亮度的信號產生電路包括脈衝產生器11以及驅動電路12。驅動電路12耦接脈衝產生器11與發光二極體13。脈衝產生器11用以產生第一脈衝信號以及在第一脈衝信號之後的第二脈衝信號，脈衝產生器11的解析度是N赫茲，N為正整數，第二脈衝信號的振幅與第一脈衝信號的振幅不相同。第一脈衝信號包括P位元的灰階資訊，P為正整數，第二脈衝信號包括Q位元的灰階資訊，Q為正整數。
在一實施例中，第一脈衝信號與第二脈衝信號皆是脈衝寬度調變信號。例如參照圖3的實施例，第二脈衝信號的振幅A2小於第一脈衝信號的振幅A1，第一脈衝信號的長度T1與第二脈衝信號的長度T2相同，第一脈衝信號的責任週期D1介於零與2P/N之
間以代表P位元的灰階資訊。第二脈衝信號的責任週期D2介於零與2Q/N之間以代表Q位元的灰階資訊。
在另一實施例中，第一脈衝信號與第二脈衝信號的其中一個是脈衝寬度調變信號，另一個是脈衝振幅調變信號。例如參照圖4的實施例，第一脈衝信號是脈衝寬度調變信號，第一脈衝信號的長度TA為2P/N，第一脈衝信號的責任週期DA介於零與2P/N之間以代表P位元的灰階資訊。第二脈衝信號是脈衝振幅調變信號，第二脈衝信號的振幅AB介於零與2Q之間以代表Q位元的灰階資訊。較佳的是第二脈衝信號的振幅AB小於第一脈衝信號的振幅AA。
在另一實施例中，若將圖4的第一脈衝信號與第二脈衝信號交換，則第一脈衝信號是脈衝振幅調變信號，第一脈衝信號的振幅AB介於零與2P之間以代表P位元的灰階資訊。第二脈衝信號是脈衝寬度調變信號，第二脈衝信號的長度為2Q/N，第二脈衝信號的責任週期介於零與2Q/N之間以代表Q位元的灰階資訊。在此實施例，較佳的是第二脈衝信號的振幅AA小於第一脈衝信號的振幅AB。
再參照圖5，驅動電路12依據第一脈衝信號與第二脈衝信號所代表的灰階資訊MP以控制發光二極體13的灰階。驅動電路12依據所接收的第一脈衝信號與第二脈衝信號(灰階資訊MP)而產生驅動信號Drv以控制發光二極體13發光的亮度。
綜上所述，本發明實施例所提供的控制發光二極體亮度的信號產生方法及電路，將傳統的寬調變信號的振幅與責任週期分割的概念以產生混合脈衝寬度調變信號，據此組合兩種不同的脈衝信號以產生混合脈衝寬度調變信號，其中兩種不同的脈衝信號的責任週期或振幅可被選擇用以代表對應於控制發光二極體的亮度調整的控制位元的資訊，因而可明顯縮短脈衝信號的長度。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
S110、S120、S130‧‧‧步驟流程
Claims (14)
- 一種控制發光二極體亮度的信號產生方法，包括：產生一第一脈衝信號，該第一脈衝信號包括P位元的灰階資訊，P為正整數，其中該第一脈衝信號的解析度是N赫茲，N為正整數；在該第一脈衝信號之後產生一第二脈衝信號，該第二脈衝信號包括Q位元的灰階資訊，Q為正整數，其中該第二脈衝信號的振幅度與該第一脈衝信號的振幅不相同，該第二脈衝信號的解析度與該第一脈衝信號的解析度相同；以及利用該第一脈衝信號與該第二脈衝信號代表發光二極體的灰階資訊。
- 根據請求項第1項之控制發光二極體亮度的信號產生方法，其中該第一脈衝信號與該第二脈衝信號是脈衝寬度調變信號。
- 根據請求項第2項之控制發光二極體亮度的信號產生方法，其中該第一脈衝信號的長度與該第二脈衝信號的長度相同。
- 根據請求項第1項之控制發光二極體亮度的信號產生方法，其中該第二脈衝信號的振幅小於該第一脈衝信號的振幅。
- 根據請求項第3項之控制發光二極體亮度的信號產生方法，其中該第一脈衝信號的責任週期介於零與2P/N之間以代表該P位元的灰階資訊，該第二脈衝信號的責任週期介於零與2Q/N之間以代表該Q位元的灰階資訊。
- 根據請求項第1項之控制發光二極體亮度的信號產生方法，其中該第一脈衝信號是脈衝寬度調變信號，該第一脈衝信號的長度為2P/N，該第一脈衝信號的責任週期介於零與2P/N之間以代表該P位元的灰階資訊，該第二脈衝信號是脈衝振幅調變信號，該第二脈衝信號的振幅介於零與2Q之間以代表該Q位元的灰階資訊。
- 根據請求項第1項之控制發光二極體亮度的信號產生方法，其中該第一脈衝信號是脈衝振幅調變信號，該第一脈衝信號的振幅 介於零與2P之間以代表該P位元的灰階資訊，該第二脈衝信號是脈衝寬度調變信號，該第二脈衝信號的長度為2Q/N，該第二脈衝信號的責任週期介於零與2Q/N之間以代表該Q位元的灰階資訊。
- 一種控制發光二極體亮度的信號產生電路，包括：一脈衝產生器，用以產生一第一脈衝信號以及在該第一脈衝信號之後的一第二脈衝信號，該脈衝產生器的解析度是N赫茲，N為正整數，該第一脈衝信號包括P位元的灰階資訊，P為正整數，該第二脈衝信號包括Q位元的灰階資訊，Q為正整數，其中該第二脈衝信號的振幅度與該第一脈衝信號的振幅不相同；以及一驅動電路，耦接該脈衝產生器，依據該第一脈衝信號與該第二脈衝信號所代表的灰階資訊以控制一發光二極體的灰階。
- 根據請求項第8項之控制發光二極體亮度的信號產生電路，其中該第一脈衝信號與該第二脈衝信號是脈衝寬度調變信號。
- 根據請求項第8項之控制發光二極體亮度的信號產生電路，其中該第一脈衝信號的長度與該第二脈衝信號的長度相同。
- 根據請求項第8項之控制發光二極體亮度的信號產生電路，其中該第二脈衝信號的振幅小於該第一脈衝信號的振幅。
- 根據請求項第10項之控制發光二極體亮度的信號產生電路，其中，該第一脈衝信號的責任週期介於零與2P/N之間以代表該P位元的灰階資訊，該第二脈衝信號的責任週期介於零與2Q/N之間以代表該Q位元的灰階資訊。
- 根據請求項第8項之控制發光二極體亮度的信號產生電路，其中該第一脈衝信號是脈衝寬度調變信號，該第一脈衝信號的長度為2P/N，該第一脈衝信號的責任週期介於零與2P/N之間以代表該P位元的灰階資訊，該第二脈衝信號是脈衝振幅調變信號，該第二脈衝信號的振幅介於零與2Q之間以代表該Q位元的灰階資訊。
- 根據請求項第8項之控制發光二極體亮度的信號產生電路， 其中該第一脈衝信號是脈衝振幅調變信號，該第一脈衝信號的振幅介於零與2P之間以代表該P位元的灰階資訊，該第二脈衝信號是脈衝寬度調變信號，該第二脈衝信號的長度為2Q/N，該第二脈衝信號的責任週期介於零與2Q/N之間以代表該Q位元的灰階資訊。
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