TWI396467B - 適用於車用儀表板之可調式背光顏色控制電路及其控制方法 - Google Patents

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Description

適用於車用儀表板之可調式背光顏色控制電路及其控制 方法
本發明大體上係關於背光顏色控制電路，及更特別是，係關於一種車用儀表板之可調式背光顏色控制電路。
儀表板(dashboard)為一種設置在汽車擋風玻璃下方的控制面板。典型地，在儀表板上包含了許多數據化儀表(instrumentation)裝置以方便駕駛員依據等數據來操控汽車。
如第1圖所示，此圖為一般典型的儀表板之外觀圖，從圖中可知，以最初實用性的觀點來看，設置儀表板上的數據化儀表項目如車速(speedometer)、油量(fuel gauge)，如排檔移位數據(shift position)、座位儀表警示燈(seat belt warning light)此類型的指示裝置(indicator)等來表示目前車子的性能及狀況。後來，由於各地溫度的差異及配合駕駛員在夜間開車，空調裝置(ventilation control equipment)及燈光控制裝置(lighting control equipment)也隨之出現。更進一步地，在新一代的車輛中，甚至已有自動導航系統(automotive navigation system)設置在儀表板上。
可根據地，一些車商已將具有致光功能之可調式讀取顯示器(digital readout)配置在儀表板上，以隨時供駕駛員了解目前車子的性能狀況。較常見的例子，如運用於儀表板之一背光(black light)顯示器為代表說明。為人所熟悉地，該背光顯示器用來增加在低光源環境中的照明度，以陰極射線管(Cathode-Ray Tube，CRT)顯示類似的方式產生出光。 其中，背光可以是任何一種顏色，單色液晶通常有黃、綠、藍、白等背光。而彩色顯示採用白色白光，因其涵蓋最多色光。需講述地，作為背光之光源可能是白熾燈泡、電光面板(ELP)、發光二極體(LED)、冷陰極管(CCFL)等。
以LED背光為例，LED背光被用在小巧、廉價的LCD面板上，其背光可增進LCD顯示的色彩表現。LED光是經由三個各別的紅、藍、綠LED所產生出來，提供相當吻合LCD像點濾色器自身的色光譜。
較可惜的事，業界所提供具有致光功能之數位式讀取顯示器其光線強度控制已事先被設定，如果車內過暗或過亮，駕駛員無法依照目前車內狀況作光線強度調整，容易造成行車上的危險。
因此，如有一種針對於車用儀表而能提出一種可調式背光顏色控制電路應是迫切需要的。
本發明具體實施例提供一種適用於車用儀表之可調式背光顏色控制電路。在實施說明中提及：隨著4C(車用電子影音)時代的掘起，汽車內裝的設計將會呈現更多元的進步與發展。駕駛員在夜間行車時，藉由使用本發明所提供可調式背光顏色控制電路，使得在儀表板上有多層次的感光效果，特別在夜間行車安全上有明顯的優越性。
本發明具體實施例提供一種適用於車用儀表之可調式背光顏色控制電路，在該可調式背光顏色控制電路內的一背光源利用紅、綠、藍三種發光二極體(LED)調整其各別亮 度進行混光來達到白光的效果，特別地，該可調式背光顏色控制對RGB三色LED之進行調光機制過程中係採用可改變該等LED之導通時間之三個脈波寬度調變控制(Pulse-width modulation，PWM)之電路。其中，在該實施例中，每一該脈波寬度調變控制包含一電晶體及其相應連接的一電阻為代表例。需了解地，在該背光源內的每一該LED之色度(chrominance)會隨著對應地連接的每一該電晶體導通時間長短的變化而產生不同色差以達到多種態樣的混光效果。
本發明之一態樣為一種適用於車用儀表之可調式背光顏色控制電路，其包含：一輸入裝置(input device)，係用於接收複數個外來訊息以產生對應的複數個控制信號；一具複數個腳位(pin)之微控制器(micro controller unit)，係根據來自該輸入裝置之該等控制信號來執行多個指令運算並同步地(synchronously)產生複數個調光信號及複數個顯示信號；一背光源(backlight)，包括多數個光源以進行混光；複數個脈波寬度調變控制單元(pulse-width modulation，PWM)，每一該脈波寬度調變控制單元係對應地耦接該微控制器之每一該腳位及對應地耦接在該背光源內的每一該光源，且每一該脈波寬度調變控制單元係根據來自該微控制器之該等調光信號之脈波寬度而對應地調整在該背光源內的每一該光源之強度；以及 一顯示裝置(display device)，係根據來自該微控制器之該等顯示信號而用於顯示該背光源內每一該光源之強度之數值。
本揭露書中，號碼的標示說明被提供，多個裝置、電路、組件及其方法，用以提供本發明的實施例之構思能夠讓人充分了解。熟知此技藝者能清楚的明瞭，然而，在沒有一個或多個實施詳細說明下，本發明能被具體之實施。在其它的範例中，為人所熟知細節說明不會出現或描述，以避免會混淆本發明構思。
基於傳統背光技術領域運用在車用儀表為例，本案提供一種適用於車用儀表之可調式背光顏色控制電路，如第2a圖及第2b圖所示。此一控制電路2包含一輸入裝置21(input device)、一具複數個腳位(pin)之微控制器22(micro controller unit)(以下簡稱微控制器)、一背光源23(backlight)，其中該背光源23包括用以混光之多數個光源(light source)，且該等光源23包含一紅色發光二極體231(LED)、一綠色發光二極體232以及一藍色發光二極體233為本實施說明、複數個脈波寬度調變控制單元24及一顯示裝置25(display device)。其中，為對應該等光源以紅、綠及藍三原色為例，該等脈波寬度調變控制單元24以三個脈波寬度調變控制單元(分別為一第一脈波寬度調變控制單元241、一第二脈波寬度調變控制單元242及一第三脈波寬 度調變控制單元243來對應紅色、綠色及藍色三原色)為說明概要，及該顯示裝置25以多個七段液晶(lcd)顯示器或多個七段發光二極體(LED)顯示器來構成，而為配合紅色發光二極體231、綠色發光二極體232、藍色發光二極體233三個發光二極體來點亮，該顯示裝置25分別以L1、L2、L3、L4、L5及L6共6個七段液晶顯示器為說明，其中用於顯示紅色之L2、用於顯示綠色之L4、用於顯示藍色之L6間各以顯示一符號-為作L1、L3及L5作為區隔，且以L2、L4及L6以十進制(decimal)數值分別顯示紅色發光二極體、綠色發光二極體、藍色發光二極體三個發光二極體之發光強度(luminance)，並以數值0~7共8階(level)為例，見於第3圖。以下為本電路詳細說明。
如第4圖所示，此圖為本電路之該輸入裝置21及該顯示裝置25運用在一般車用儀表板之外觀圖，該輸入裝置21為裝配在儀表板之一側，一般典型的範例為複數個按鈕、一觸控面板或一數字鍵盤之一者。令人理解地，當一使用者觸碰該輸入裝置時一次以上，該輸入裝置21會對應地產生一控制信號。
而對於該輸入裝置21的實施說明，並不局限上述的範例，任一感測器(sensor)係接收來自外部環境之任一訊息皆可被認為是該輸入裝置之範例，無論該訊息是否由一使用者直接來控制，故，該訊息係可為文字或聲音。而本可調式背光顏色控制電路中，以二個按鈕為實施說明，其包含 一按鈕之外觀以英文字SET標示及一按鈕之外觀以英文字MODE標示，而在該可調式背光顏色控制電路2內以一SET開關SW2及一MODE開關SW1為相應地代表，見於第2b圖。當該使用者對於該包含三個光源之該背光源進行顏色選擇或欲選擇其他功能選項時，透過按壓該SET按鈕及該MODE按鈕多次以產生對應的多個控制信號。亦表示，該等開關接收複數個外來訊息以產生對應的多個控制信號。
承上所述，較佳地說明為，按壓該MODE按鈕亦表是對任一紅色、綠色、藍色三個發光二極體進行單一種顏色選擇，按壓該SET按鈕亦表是對已選定的紅色、綠色、藍色三個發光二極體之一進行顏色之色度(chrominance)調整。需了解地，按壓任一該等二按鈕一次時，則在該可調式背光顏色控制電路2內的該MODE開關SW1及該SET開關SW2與該微控制器22之作動為：按壓該MODE開關SW1一次時，相應地，該MODE開關SW1處於打開(turn on)狀態，且該MODE開關SW1同步地(synchronously)產生一第一模式控制信號MODE1(以二進制"1"表示)，且該第一模式控制信號MODE1透過該微控制器22之一PA3腳位被傳送至該微控制器22內以進行信號處理。按壓該SET按鈕一次時，相應地，該SET開關SW2處於打開狀態，且該SET開關SW2同步地產生一第一設定控制信號SET1(以二進制"1"表示)，且該第一設定控制信號SET1透過該微控制器22之 一PA4腳位被傳送至該微控制器22內以進行信號處理。可推及地，按壓該MODE按鈕及按壓該SET按鈕多次時，則該SET開關SW2及該MODE開關SW1相應地產生多個模式控制信號及多個設定控制信號。
此時，對於已接收來自PA3腳位之該第一模式控制信號MODE1及來自PA4腳位之該第一設定控制信號的該微控制器22則依據由組合語言(assembly language)此類的機器語言或是C、C++此類高階程式語言燒錄在該微控制器22內的一記憶體(memory)(未繪示)以進行相對應的一組程式碼(code)處理，其中前述記憶體可為隨機存取記憶體(RAM)、可規化式唯讀記憶體(PROM)、可擦可規化式唯讀記憶體(EPROM)、可單次規化式唯讀記憶體(OTPROM)、快閃記憶體(Flash memory)、可電擦可規化式唯讀記憶體(EEPROM)任一者。
然而令人理解地，由程式設計者所編寫的該組程式碼係與作為該背光源之該紅色、該綠色以及該藍色發光二極體之所顯示三者光線強度之數值資訊及與該顯示裝置所顯示的紅色、綠色以及藍色發光二極體之光線強度數值資訊有關聯。而熟知此微控制器技藝人士可知，在該微控制器22內部除了包含前述記憶體外，尚包含與該記憶體相連接的一算術邏輯單元(arithmetic logic unit，ALU)(未繪示)，簡易地說明，當來自PA3腳位之該第一模式控制信號MODE1及來自PA4腳位之該第一設定控制信號依續地(sequentially) 進入該算術邏輯單元進行處理時，該算術邏輯單元會讀取(read)在該記憶體儲存的目前(current)紅色、綠色以及藍色發光二極體之所顯示三者光線強度之數值資訊，並透過多次整數算術運算(integer arithmetic operation)及多次位元移位運算(bit-shifting operation)以得到對於有關於新的紅色、綠色以及藍色發光二極體之所顯示三者光線強度之數值資訊，之後，該算術邏輯單元將前述該等新的數值資訊重新寫入(write)至該記憶體內以進行該等數值資訊更新，且，同步地，該算術邏輯單元依據相關連的程式碼透過多個相應的線路(wire)將該等新的數值資訊分別地傳送至在該背光源內紅色、綠色以及藍色三色發光二極體所對應該微控制器之三個腳位(PA2、PA0及PA1)及該L1、L2、L3、L4、L5及L共6個七段液晶顯示器。
承上，見於第2b圖及第3圖所示，以該L1、L2、L3、L4、L5及L6 6個七段液晶顯示器及該微控制器22之相互之間運作其說明如下：其中先需說明，具一第一段a1至一第七段g1之L1係顯示一符號-、具一第一段a2至一第七段g2之L2係顯示紅色發光二極體之光線強度數值資訊、具一第一段a3至一第七段g3之L3係顯示一符號-、具一第一段a4至一第七段g1之L4係顯示綠色發光二極體之光線強度數值資訊、具一第一段a5至一第七段g1之L5係顯示一符號-、具一第一段a6至一第七段g1之L6係顯示符號-藍色發光二極體之光線 強度數值資訊，而每一該L1、L2、L3、L4、L5及L6七段液晶顯示器之每一該段係分別地透過該微控制器22之S0~S11腳位及C0~C3腳位係用以接收來自該記憶體所儲存一組已更新該顯示裝置所顯示的紅色發光二極體、綠色發光二極體以及藍色發光二極體之光線強度數值資訊。
承上，如第4圖所示，如原先該L1、L2、L3、L4、L5及L6 6個七段液晶顯示器顯示出-3-2-4(-紅-綠-藍)之強度數值，使用者欲對於紅色發光二極體增加紅色光線強度時，見於第2b圖，按壓該MODE開關SW1一次，以產生該第一模式控制信號MODE1，之後，按壓該該SET開關SW2一次，以產生該第一設定控制信號SET1(以二進制"1"表示)，透過與在該微控制器22內部相應多個相應的線路，該等控制信號SET1及MODE1被傳送至該算術邏輯單元以進行處理，而每一紅-綠-藍三原色依8-bit color此一技術而能呈現28 =256種色度(chrominance)及符合顯示紅色之L2、綠色之L4、藍色之L6強度數值0~7共8階層次之下，亦是256/8*1為顯示紅色之光源之強度為1、256/8*2為顯示紅色之光源之強度為2，於以顯示紅色之L2為例，原L2顯示紅色之光源之強度數值為3亦是256/8*3。
所以，當該算術邏輯單元依據來自該PA3腳位之該第一模式控制信號MODE1來讀取在該記憶體所儲存紅色之光源之強度數值為3及透過該PA4腳位所傳送的該第一設定控制信號SET1(以二進制"1"表示)以對光源之強度數值為3 及該第一設定控制信號SET1兩數值進行一次加法運算而取得一新的紅色之光源之強度數值為4(表示為256/8*4)，且該算術邏輯單元將該新的紅色之光源之強度數值(為4)寫入該記憶體內後，該新的紅色之光源之強度數值(為4)透過該記憶體而被傳送至用於顯示紅色強度數值之L2以更新原紅色之光源之強度數值。故，相應地，L2之該第一段a2至該第七段g2透過該微控制器22之S2及S3腳位與C0~C3腳位所傳送的紅色之光源之強度之資訊而決定是否被點亮。而對於新的紅色之光源之強度數值為4時，由第3圖及第5圖可知，L2之f2、g2、b2及c2段被點亮。不變地，用於綠色之光源之強度L4及用於藍色之光源之強度L6依然地顯示2及4。
請再參閱第2b圖及第6圖，而該記憶體所儲存的一組-紅-綠-藍(-4-2-4)之光源之強度數值分別地透過該微控制器22之一PA2、一PA1及一PA0及腳位輸出為一種具電壓信號型式之一第一方形脈波、一第二方形脈波及一第三方形脈波(square wave)(其中，該第一方形脈波、該第二方形脈波及該第三方形脈波為分別為三種調光信號，分別是一紅光調光信號、一綠光調光信號及一藍光調光信號)至該第一脈波寬度調變控制單元241、該第二脈波寬度調變控制單元242及該第三脈波寬度調變控制單元243以進行相應地該等信號處理。其中，由此圖可知，每一該脈波寬度調變控制單元包含一開關(switch)及其相應連接之一電阻。對於第6 圖仍需解釋地，來自該PA2腳位之該第一方形脈波之脈波寬度之低狀態(low)從原來佔3/8整個脈波寬度之比例改變成佔4/8整個脈波寬度之比例，其中當成分母的8為不變。而不變地，來自該PA1腳位之該第二方形脈波之脈波寬度之低狀態佔2/8整個脈波寬度之比例，來自該PA0腳位之該第三方形脈波之脈波寬度之低狀態佔3/8整個脈波寬度之比例，而相對於每一該脈波寬度之縱座標而言，則代表5V的電壓值。
舉凡前言所述之開關類型為一電晶體(transistor)，而該電晶體類型為NPN型雙極性接面電晶體(bipolar junction transistor, BJT)、PNP雙極性接面電晶體、或場效電晶體(field effect transistor, FET)之一者。為人知悉地電晶體是一種固態半導體元件，可以用於放大、開關、穩壓、信號調製和許多其他功能。基於上述理由，本實施例以PNP型雙極性接面電晶體為代表例來說明。
典型地，PNP型BJT有三個極；雙極性電晶體的三個極，分別由N型跟P型組成一射極(Emitter)、一基極(Base)和一集極(Collector)。從第2b圖可知，其中，在該第一脈波寬度調變控制單元241內的一第一PNP型BJT 2411之基極(B)係接收來自該微控制器22之PA2腳位之該第一方形脈波(具4/8低狀態)經一第一電阻R1提供偏壓後所產生一第一基極電流I1、該第二PNP型BJT之基極(B)係接收來自該微控制器PA1腳位之該第二方形脈波(具2/8低狀態)經一第 二電阻R2提供偏壓後所產生一第二基極電流I2、該第三PNP型BJT之基極(B)係接收來自該微控制器PA0腳位之該第三方形脈波(具4/8低狀態)經一第三電阻R3提供偏壓後所產生一第三基極電流I3。
本質上，PNP型BJT為一種電流驅動元件，而對於每一該PNP型BJT作為開關作用而言，其依照飽和型式之特性曲線，則當任一該等PNP型BJT處於飽和區時，某一數值之基極電流能將每一該電晶體打開(turn on)。所以當該第一基極電流I1、該第二基極電流I2及該第三基極電流I3被產生時，其每一該基極電流值大小已能將每一該電晶體打開。相反的，若該等方形脈波之一為0/8低狀態時，則無法產生任一基極電流，其所對應的PNP型BJT處於關閉(turn off)的情況。
需說明的，該第一PNP型BJT 2411處於打開的時間其依據來自該微控制器22之PA2腳位之該第一方形脈波之低狀態之脈波寬度(具4/8 T低狀態，其中T代表周期)、該第二PNP型BJT 2421處於打開的時間其依據來自該微控制器22之PA1腳位之該第二方形脈波之低狀態之脈波寬度(具2/8 T低狀態)及該第三PNP型BJT 2431處於打開的時間其依據來自該微控制器22之PA0腳位之該第三方形脈波之低狀態之脈波寬度(具4/8 T低狀態)，可推及的，原先該第一PNP型BJT 2411處於打開的時間(3/8 T低狀態)已增為4/8 T低狀態。
持續地，該第一PNP型BJT 2411、該第二PNP型BJT 2421及該第三PNP型BJT 2431處於打開的情況之下，一工作電壓VCC 5V分別地輸入至該第一PNP型BJT 2411、該第二PNP型BJT 2421及該第三PNP型BJT 2431之每一射極，使其為在該第一PNP型BJT 2411之射極與集極產生一第一射集偏壓Vec1 (5V)，在該第二PNP型BJT 2421之射極與集極產生一第二射集偏壓Vec2 (5V)及在該第三PNP型BJT 2431之射極與集極產生一第三射集偏壓Vec3 (5V)。
再者，為人所熟知地，因為發光二極體的電壓-電流特性與普通二極體是相似的(近似於指數曲線)，所以一個很小的電壓就會造成巨大的電流，進一步，當一個電壓源為發光二極體供電時，很可能超過發光二極體本身的最大定額(maximum rating)而使發光二極體燒毀，因此，在背光源內的該紅色發光二極體、該綠色發光二極體以及該藍色發光二極體皆以一個反向低電壓(reverse voltage，以2V為例)串聯一個電阻(以200歐姆為例)以避免該等發光二極體被反向擊穿。
當該紅色發光二極體231所需的一第一正向電流之電流值ILED_R則依據一第一調光運算式FUN-1所得出，其中該第一調光函數FUN-1為以下表示：ILED_R=(5V-2V)/220Ω*(4/8)………FUN-1，其中5V亦是該第一PNP型BJT 2411之該射集極間的該第一射集偏壓Vec1 ，2V亦是該紅色發光二極體231內的該反 向低電壓，4/8亦是來自該微控制器22之PA2腳位之該第一方形脈波之低狀態之具4/8 T低狀態脈波寬度之比例，而當該第一正向電流至該紅色發光二極體231內p極(陽極)至n極(負極)時，藉由當電洞和電子相遇而產生複合，電子會跌落到較低的能階，同時產生一具紅光的波長之光線。
當該綠色發光二極體232所需的一第二正向電流之電流值ILED_G則依據一第二調光運算式…FUN-2所得出，其中該第二調光函數FUN-2為以下表示：ILED_G=(5V-2V)/220Ω*(2/8)………FUN-2，其中5V亦是該第二PNP型BJT 2421之該射集極間的該第二射集偏壓Vec2 ，2V亦是該綠色發光二極體232內的該反向低電壓，2/8亦是來自該微控制器22之PA1腳位之該第二方形脈波之低狀態之具2/8 T低狀態脈波寬度之比例，而當該第二正向電流至該綠色發光二極體232內p極(陽極)至n極(負極)時，藉由當電洞和電子相遇而產生複合，電子會跌落到較低的能階，同時產生一具綠光的波長之光線。
當該藍色二極體233所需的一第三正向電流之電流值ILED_B依據一第三調光運算式FUN-3所得出，其中該第三調光函數為以下表示：ILED_B=(5V-2V)/220Ω*(4/8)………FUN-3，其中5V亦是該第三PNP型BJT 2431之該射集極間的該第三射集偏壓Vec3 ，2V亦是該藍色發光二極體233內的該反向低電壓，4/8亦是來自該微控制器22之PA0腳位之該第 三方形脈波之低狀態之具4/8 T低狀態脈波寬度之比例，而當該第三正向電流至該藍色發光二極體233內p極(陽極)至n極(負極)時，藉由當電洞和電子相遇而產生複合，電子會跌落到較低的能階，同時產生一具藍光的波長之光線。
承上，依據該第一調光運算式FUN-1而所得之該第一正向電流之電流值ILED_R已從(5V-2V)/220Ω*(3/8)增至(5V-2V)/220Ω*(4/8)，明顯地，該第一正向電流之電流值ILED_R已增大，亦表是有更多的電子會跌落到較低的能階，同時產生光線強度更強的一紅光光線。
藉由紅、綠、藍三原色LED不同強度的組合，呈現燈光混色的變化。
而對背光源只採用如紅色發光二極體、一綠色發光二極體以及一藍色發光二極體之任一發光二極體作為單一光源時，基於第2b圖及第4圖及所示，本發明之可調式背光顏色控制電路亦採用另一實施例說明，請參閱第7圖，其中用於接收多個外來訊息之輸入裝置亦採用一單一按鍵，且此單一按鍵以於第7圖中以一按鈕之外觀以英文字R MODE標示來說明，所以，若使用者對作為背光源之一紅色發光二極體增加其光線強度時，對該R MODE按鈕至少按壓一次時，使得在第8圖(其中，第8圖係繪示本發明之另一可調式背光顏色控制電路8)之及其相應連接的一開關R MODE SWR接收至少一外來訊息以產生對應的至少一控制信號MODE R，仍不變地，透過自身的一腳位PA3而與 該開關R MODE SWR耦接的一微控制器80，係根據來自該開關R MODE SWR之該至少一控制信號MODE R來執行至少一個指令運算並同步地(sgnchronously)產生至少一調光信號LR及至少一顯示信號(未顯示)，及其相應地，分別地耦接於該微控制器8之一腳位PA2及耦接該背光源82之一調控單元81(亦稱之為一脈波寬度調變控制單元)，係根據來自該微控制器80之該至少一調光信號LR而對應地調整該背光源82的強度，其中該調控單元81包含一如NPN型雙極性接面電晶體(bipolar junction transistor, BJT)、PNP型雙極性接面電晶體、或場效電晶體(field effect transistor, FET)任一此類型的電晶體811及其相應地連接一電阻812，且此調控單元81所進行的調控光線強度流程已在前文提及，故在此不在撰述。
而相應地耦接該微控制器80之該等腳位之一顯示裝置83係根據來自該微控制器80之該至少一顯示信號而用於顯示該背光源82之強度數值，且第7圖所示，用於顯示該背光源之強度數值之顯示裝置只需單一七段液晶(lcd)顯示器L1或單一七段發光二極體(LED)顯示器即可。
結論
本案利用數位PWM觀念，藉由微控制器依據多個外來訊息而產生多個對應的脈波訊號(0/1訊號)，且每一該脈波能導通其所對應該每一該發光二極體時間來改變每一該發光二極體亮度，要了解地，運用PWM原理就是在橫軸上每一該脈波寬度是一直在改變，有些脈波寬度長、有些較 短，如此斷續供應所對應的每一該發光二極體電壓，利用導通每一該發光二極體之時間長短而達到控制該背光源之亮度變化。
儘管前文已介紹本發明具體實施例，可設計其他及進一步本發明具體實施例而不偏離其基本範圍，且其範圍係由下列申請專利範圍決定。
2‧‧‧可調式背光顏色控制電路
21‧‧‧輸入裝置
22‧‧‧具複數個腳位(pin)之微控制器
23‧‧‧背光源
231‧‧‧紅色發光二極體(LED)
232‧‧‧綠色發光二極體
233‧‧‧藍色發光二極體
24‧‧‧脈波寬度調變控制單元
241‧‧‧第一脈波寬度調變控制單元
2411‧‧‧第一PNP型BJT
242‧‧‧第二脈波寬度調變控制單元
2421‧‧‧第二PNP型BJT
243‧‧‧第三脈波寬度調變控制單元
2431‧‧‧第三PNP型BJT
25‧‧‧顯示裝置
8‧‧‧可調式背光顏色控制電路
80‧‧‧微控制器
81‧‧‧調控單元
811‧‧‧電晶體
812‧‧‧電阻
82‧‧‧背光源
83‧‧‧顯示裝置
SW1‧‧‧SET開關
SW2‧‧‧MODE開關
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻
R5‧‧‧第五電阻
R6‧‧‧第六電阻
為使上文所引用本發明特徵的方式可詳細了解，本發明的更特別敘述，其簡要摘要上文，可參考具體實施例，一些具體實施例說明於所附圖式。然而，要注意所附圖式僅說明本發明典型具體實施例及所以不認為是本發明限制，因為本發明承認其他相當有效具體實施例。
第1圖係繪示典型的儀表板之外觀圖。
第2a圖及第2b圖係分別繪示本發明之適用於車用儀表之可調式背光顏色控制電路圖。
第3圖係繪示本電路之該顯示裝置以6個七段液晶顯示器為說明。
第4圖係繪示本電路之該輸入裝置及該顯示裝置運用在一般車用儀表板之外觀圖。
第5圖係繪示本電路之該顯示裝置以已變更之6個七段液晶顯示器為說明。
第6圖係繪示具電壓信號型式之該第一、該第二及該第三方形脈波(square wave)之脈波寬度。
第7圖係繪示另一輸入裝置及另一顯示裝置運用在一般車用儀表板之外觀圖。
第8圖係繪示本發明之適用於車用儀表之另一可調式背光顏色控制電路圖。
2‧‧‧可調式背光顏色控制電路
21‧‧‧輸入裝置
22‧‧‧具複數個腳位(pin)之微控制器
23‧‧‧背光源
231‧‧‧紅色發光二極體(LED)
232‧‧‧綠色發光二極體
233‧‧‧藍色發光二極體
24‧‧‧脈波寬度調變控制單元
241‧‧‧第一脈波寬度調變控制單元
2411‧‧‧第一PNP型BJT
242‧‧‧第二脈波寬度調變控制單元
2421‧‧‧第二PNP型BJT
243‧‧‧第三脈波寬度調變控制單元
2431‧‧‧第三PNP型BJT
25‧‧‧顯示裝置
SW1‧‧‧SET開關
SW2‧‧‧MODE開關
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻
R5‧‧‧第五電阻
R6‧‧‧第六電阻

Claims (19)

  1. 一種可調式背光顏色控制電路，其包含：一輸入裝置(input device)，係用於接收複數個外來訊息以產生對應的複數個控制信號，其中該輸入裝置包括一感測器，該複數個外來訊息包含文字、聲音、或其任意組合；一具複數個腳位(pin)之微控制器(micro controller unit)，係根據來自該輸入裝置之該等控制信號來執行多個指令運算並同步地(synchronously)產生複數個調光信號及複數個顯示信號，其中該微控制器包含一記憶體與一算術邏輯單元；一背光源(backlight)，包括多數個光源(light source)以進行混光；複數個脈波寬度調變控制單元(pulse-width modulation，PWM)，每一該脈波寬度調變控制單元係對應地耦接該微控制器之每一該腳位及對應地耦接在該背光源內的每一該光源，且每一該脈波寬度調變控制單元係根據來自該微控制器之該等調光信號之脈波寬度而對應地調整在該背光源內的每一該光源之強度，其中各該背光源具有一第一光源強度數值，該記憶體儲存該第一光源強度數值，當該複數控制信號依序進入該算術邏輯單元進行處理時，該算術邏輯單元讀取並運算該第一光源強度數值而產生一第二光源強度數值，並將該第二光源強度數值寫入該 記憶體內以更新該第一光源強度數值，且該微控制器使該脈波寬度的一比例數位化地被調整；以及一顯示裝置(display device)，係根據來自該微控制器之該等顯示信號而用於顯示該背光源內每一該光源之該第二光源強度(luminance)數值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可調式背光顏色控制電路，其中該輸入裝置為複數個按鈕、一觸控面板或一數字鍵盤。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可調式背光顏色控制電路，其中該顯示裝置由多個七段液晶(lcd)顯示器或多個七段發光二極體(LED)顯示器來構成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可調式背光顏色控制電路，其中該等光源包含一紅色發光二極體、一綠色發光二極體以及一藍色發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可調式背光顏色控制電路，其中每一該脈波寬度調變控制單元包含一開關及其各自相應連接之一電阻。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之可調式背光顏色控制電路，其中該開關為一電晶體(transistor)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可調式背光顏色控制電路，其中該電晶體為NPN型雙極性接面電晶體(bipolar junction transistor,BJT)、PNP型雙極性接面電晶體、或場效電晶體(field effect transistor,FET)。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之可調式背光顏色控制電路，其中每一該電晶體係根據所對應的每一該調光信號之脈波寬度(pulse-width)而決定導通時間。
  9. 一種適用於車用儀表之可調式背光顏色控制方法，其中該車用儀表包含一背光源，且該背光源包含複數個光源以進行混光，該方法包含下列步驟：接收複數個外來訊息以產生對應的複數個控制信號，其中該複數個外來訊息包含文字、聲音、或其任意組合；根據該等控制信號來執行多個指令運算以產生複數個調光信號；以及使用複數個脈波寬度調變控制單元來接收該等調光信號，其中每一該脈波寬度調變控制單元依據每一該調光信號之脈波寬度對該背光源內所對應的每一該光源之強度進行調整，該背光源具有一第一光源強度數值，該第一光源強度數值因應該多個指令運算被更新至一第二光源強度數值，且該脈波寬度的一比例數位化地被調整。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之可調式背光顏色控制方法，其中該光源包含一紅色發光二極體、一綠色發光二極體以及一藍色發光二極體。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之可調式背光顏色控制方法，其中每一該脈波寬度調變控制單元包含一開關及其相應連接之一電阻。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之可調式背光顏色控制方法，其中該開關為一電晶體。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之可調式背光顏色控制方法，其中該電晶體為NPN型雙極性接面電晶體、PNP型雙極性接面電晶體、或場效電晶體。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之可調式背光顏色控制方法，其中每一該電晶體係根據所對應的每一該調光信號之脈波寬度而決定導通時間。
  15. 一種可調式背光顏色控制電路，其包含：一輸入裝置(input device)，係用於接收至少一外來訊息以產生對應的至少一控制信號，其中該輸入裝置包括一感測器，該複數個外來訊息包含文字、聲音、或其任意組合；一具複數個腳位(pin)之微控制器(micro controller unit)，係根據來自該輸入裝置之該至少一控制信號來執行至少一個指令運算並同步地(synchronously)產生至少一調光信號及至少一顯示信號；一背光源(backlight)；以及一調控單元，該調控單元係分別地耦接該微控制器之該腳位及耦接該背光源，且該調控單元係根據來自該微控制器之該至少一調光信號而對應地調整該背光源的強度，其中該背光源的強度數位化地被調整。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之可調式背光顏色控制電路，其中該調控單元為一脈波寬度調變控制單元。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之可調式背光顏色控制電路，其中更包含一顯示裝置(display device)，係耦接該微控 制器之該等腳位且該顯示裝置根據來自該微控制器之該至少一顯示信號而用於顯示該背光源之強度(luminance)數值。
  18. 一種適用於車用儀表之可調式背光顏色控制方法，其中該車用儀表包含一背光源，該方法包含下列步驟：接收至少一外來訊息以產生對應的至少一控制信號，其中該至少一外來訊息包含文字、聲音、或其任意組合；根據該至少一控制信號來執行至少一指令運算以產生至少一調光信號；以及使用一調控單元來接收該至少一調光信號，其中該至少一調控單元依據該調光信號對該背光源之強度進行調整，且該背光源的強度數位化地被調整。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該調控單元為一脈波寬度調變控制單元。
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