TWI406589B - Ｌｅｄ光源控制電路與方法，及應用其之影像顯示裝置與照明設備 - Google Patents

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Description

LED光源控制電路與方法，及應用其之影像顯示裝置與照明設備
本發明是有關於一種全數位式光源控制電路，特別是應用於控制LED光源的一種全數位式光源控制電路。
液晶電視(LCD TV)與液晶顯示器(底下統稱為LCD顯示裝置)因為體積輕薄、低幅射、低功率消耗等優點，已成為目前市場主流。而且，消費者更需求大尺寸與高解析度的LCD顯示裝置。
然而，相較於傳統的陰極射線管電視(CRT TV)，LCD顯示裝置的對比度以及色彩飽合度較差。此缺點可藉由較好的背光源而改善。
目前，LCD顯示裝置的背光源種類主要有CCFL(冷陰極射線管)與LED(發光二極體)。
雖然CCFL具有很多非常好的特性，比如，其能發出極佳的白光、低成本、高效率、長壽命、穩定性好、操作方便等。但CCFL仍有其缺點，比如，產品不夠環保(因為含汞)；色彩飽和度不夠(只能有70%~80%的色彩飽和度)；對於大尺寸螢幕，CCFL的高工作電壓和太長燈管也會造成困擾。
相對地，LED的優點為：耗電量低、壽命長、體積短小輕薄、環保等。此外，LED的色彩飽和度可接近100%。另外，CCFL的驅動時間需要1s~2s，而LED的驅動時間只需要50 ns。
LED背光源可分為白光LED以及RGB三色LED。 應用無彩膜(color－filterless)技術，將RGB三色LED所發出的三色光進行時間域混光，可得到白光。雖然白光LED成本較低，但是RGB三色LED的色彩特性較佳。當RGB三色LED當成LCD顯示裝置的背光源時，對比度可以達到50000比1。
第1圖顯示第一種習知LED驅動架構的示意圖。背光單元100包含多個LED模組110及LED驅動器120。每一LED模組110包括：具有多個串聯紅光LED之紅光LED陣列111、具有多個串聯綠光LED之綠光LED陣列112、及具有多個串聯藍光LED之藍光LED陣列113。LED驅動器120則包括：紅光驅動電路121，用以驅動於每一LED模組中之紅光LED；綠光驅動電路122，用以驅動於每一LED模組中之綠光LED；以及藍光驅動電路123，用以驅動於每一LED模組中之藍光LED。
然而，在第一種習知技術中，如果有某一顆的LED的亮度/顏色不佳，則此LED陣列的亮度/顏色亦會受影響。如此將造成各LED陣列間的亮度/顏色有所不同。
第2圖顯示第二種習知LED驅動架構的示意圖。此LED驅動架構包含：交換式電源供應器(switching mode power supply,SMPS)21、橋接板22、光源23、感測器24及微控制器25。
SMPS 21包含：交流至直流轉換器211，用於轉換外部供應的交流電壓至直流電壓；紅光(R)發光二極體直流至直流轉換器212，將交流至直流轉換器211所轉換 的直流電壓轉換成適於驅動紅光LED的直流電壓；綠光(G)發光二極體直流至直流轉換器213，將交流至直流轉換器211所轉換的直流電壓轉換成適於驅動綠光LED的直流電壓；以及藍光(B)發光二極體直流至直流轉換器214，將交流至直流轉換器211所轉換的直流電壓轉換成適於驅動藍光LED的直流電壓。
橋接板22將直流至直流轉換器212~214電性連接至多個紅光、綠光與藍光LED固定電流控制器233~235。
光源23包括：基板231、多個LED 232、多個紅光、綠光與藍光LED固定電流控制器233~235。基板231具有多個區域231a~231d，各區域配置：紅光、綠光與藍光LED固定電流控制器233~235、一個紅光LED陣列、一個綠光LED陣列與一個藍光LED陣列。
紅光、綠光與藍光LED固定電流控制器233~235用以施加固定電流至該些LED 232。
感測器24用以偵測光源23所發出的光線。微控制器25則根據感測器24的感測結果而控制紅光、綠光與藍光LED固定電流控制器233~235。
然而，第二種習知技術之缺點類似於第一種習知技術之缺點，即是如果有某一顆的LED的亮度/顏色不佳，則此LED陣列的亮度/顏色亦會受影響，將造成各LED陣列間的亮度/顏色有所不同。
故而，本發明提出一種LED光源的控制架構，其能個別控制LED的亮度與顏色，且其適用於如LCD電視 與LCD顯示器的影像顯示裝置中。
此外，LED亦能用於日常生活中，如照明/交通號誌等。故而，本發明亦提出一種LED驅動架構，其能獨立控制各顆LED的亮度與顏色。
本發明有關於一種發光二極體控制電路，利用記憶體映射方式，以簡化資料的存取。透過資料格式轉換，能減少電路的輸出入接腳的數量，以有利於生產並降低成本。此發光二極體控制電路可實現對各顆LED的獨立亮度控制。
本發明有關於一種影像顯示裝置，其可實現對各顆LED的獨立亮度控制，故而，可達成高對比度與高色彩飽和度的影像顯示。
本發明有關於一種照明設備，其可實現對各顆LED的獨立亮度控制，故而，可控制此照明設備所發出的光的顏色與亮度。
本發明的一例提出一種發光二極體控制電路，用於包括驅動模組與複數個發光二極體的影像顯示裝置或照明設備中。此發光二極體控制電路包括：一記憶體，以記憶體映射方式儲存複數個責任周期信號，各該些責任周期信號相關於各該些發光二極體；一記憶體控制單元，耦接至該記憶體，其用於讀出存於該記憶體內的該些責任周期信號；一調變單元，耦接至該記憶體控制單元，其將該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號調變成複數個第 一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；以及一資料傳輸模組，耦接至該調變單元，其並列地接收該些第一數位資料，進行格式轉換後，串列地送出複數個第二數位資料；其中，該驅動模組接收該些第二數位資料，以控制該些發光二極體的導通狀態。
本發明的另一例提出一種影像顯示裝置，包括：一面板；複數個發光二極體，用以照明該面板；一驅動模組，用以驅動該些發光二極體；以及一發光二極體控制電路。此發光二極體控制電路包括：一記憶體，以記憶體映射方式儲存複數個責任周期信號，各該些責任周期信號相關於各該些發光二極體；一記憶體控制單元，耦接至該記憶體，其用於讀出存於該記憶體內的該些責任周期信號；一調變單元，耦接至該記憶體控制單元，其將該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號調變成複數個第一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；以及一資料傳輸模組，耦接至該調變單元，其並列地接收該些第一數位資料，進行格式轉換後，串列地送出複數個第二數位資料；其中，該驅動模組接收該些第二數位資料，以控制該些發光二極體的導通狀態。
本發明的又一例提出一種照明設備，包括：複數個發光二極體，用以發光；一驅動模組，用以驅動該些發光二極體；以及一發光二極體控制電路。該發光二極體控制電路包括：一記憶體，以記憶體映射方式儲存複數個責任周期信號，各該些責任周期信號相關於各該些發光二極體； 一記憶體控制單元，耦接至該記憶體，其用於讀出存於該記憶體內的該些責任周期信號；一調變單元，耦接至該記憶體控制單元，其將該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號調變成複數個第一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；以及一資料傳輸模組，耦接至該調變單元，其並列地接收該些第一數位資料，進行格式轉換後，串列地送出複數個第二數位資料；其中，該驅動模組接收該些第二數位資料，以控制該些發光二極體的導通狀態。
本發明的又更一例提出一種發光二極體的控制方法，用以控制複數個發光二極體。此控制方法包括：(a)串列式接收並暫存複數個責任周期信號；(b)調變該些責任周期信號，以產生並列的複數個第一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；(c)將並列的該些第一數位資料轉換成複數個第二數位資料，以串列式輸出該些第二數位資料；以及(d)根據該些第二數位資料，驅動該些發光二極體，以控制該些發光二極體在時間域上的混光狀態與亮度。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
在本發明實施例中，利用記憶體映射方式，以簡化資料的存取。此外，透過資料的格式轉換，能減少電路的輸 出入接腳的數量，以有利於生產並降低成本。此外，本實施例可實現對各顆LED亮度的獨立控制，故而，可達成高對比度與高色彩飽和度的影像顯示。
本發明實施例提出一種發光二極體控制電路，用於包括驅動模組與複數個發光二極體的影像顯示裝置或照明設備中。第3圖顯示根據本發明一實施例的LED控制電路的示意圖。在本實施例中，該驅動模組為一定電流驅動模組330；該些複數個發光二極體可組成為一LED陣列340，此LED控制電路300可控制LED陣列340內的各LED，以進行混光。在底下，為方便說明，列舉LED陣列340包括：1顆紅光LED R1、2顆綠光LED G1~G2、及3顆藍光LED B1~B3。習知此技者當知本發明並不受限於此，LED控制電路300可控制更多顆的色光LED。甚至，LED控制電路300可控制其他顏色的色光LED(如白光LED等)。此外，色光LED的數目比例可視需要而調整。此皆在本發明的精神與範圍內。
簡單來說，LED控制電路至少包括：一記憶體、一記憶體控制單元、一調變單元與一資料傳輸模組。
請參閱第3圖，在本實施例中，該記憶體可為一雙埠記憶體301，以記憶體映射方式儲存複數個責任周期信號DT，各該些責任周期信號DT相關於LED陣列340中的各發光二極體LED R1、LED G1~G2、LED B1~B3。
該記憶體控制單元303耦接至該雙埠記憶體301，用於讀出存於該雙埠記憶體301內的該些責任周期信號DT。
該調變單元耦接至該記憶體控制單元303，其將該記憶體控制單元303所讀出的該些責任周期信號DT調變成複數個第一數位資料R1_ON~B3_ON，該些第一數位資料R1_ON~B3_ON用以指示該些發光二極體的導通狀態。在本實施例中，調變單元包括計數器307以及比較器陣列309。該計數器307用以產生一計數值CV。比較器陣列309包括複數個比較器309a，各比較器309a比較該計數值CV與相應的責任周期信號R1_DUTY~B3_DUTY，以產生該些第一數位資料R1_ON~B3_ON。
資料傳輸模組耦接至該調變單元，其並列地接收該些第一數位資料R1_ON~B3_ON，進行格式轉換後，串列地送出該些第二數位資料D1。在本實施例中，該資料傳輸模組包括一資料收集器311以及一串列資料傳輸模組313。其中，該資料收集器311接收由該調變單元所輸出的該些第一數位資料R1_ON~B3_ON，以排列成一第三數位資料D0，其中該些第一數位資料R1_ON~B3_ON皆包括單一位元，而該第三數位資料D0包括複數個位元。該串列資料傳輸模組313，耦接至該資料收集器311，將該第三數位資料D0串列輸出成該些第二數位資料D1，其中該些第二數位資料D1包括單一位元。此外，在本實施例中，該串列資料傳輸模組313更可包括一移位暫存器(shift register,SR)313b與一串列資料控制器313a。該移位暫存器313b，暫存該第三數位資料D0，逐位元地串列送出該第三數位資料D0之各位元，成為該些第二數位資料 D1。該資料控制器313a，控制該移位暫存器313b並輸出一閂鎖信號L至該定電流驅動模組330，以告知資料傳輸完畢。
該定電流驅動模組330接收該些第二數位資料D1，以控制該些發光二極體LED R1、LED G1~G2、LED B1~B3的導通狀態。
在本實施例中，該LED控制電路300，更包括一資料閂鎖器陣列305，耦接至該記憶體控制單元303，其用以暫存該記憶體控制單元303所讀出的該些責任周期信號DT，並將各該些責任周期信號R1_DUTY~B3_DUTY分別輸出至該調變單元。其中，該資料閂鎖器陣列305包括複數個資料閂鎖器305a，分別暫存該些責任周期信號DT。在此要強調的是，該雙埠記憶體301乃是串列式接收該些責任周期信號DT。
因此，在本實施例中，LED控制電路300可包括：一雙埠記憶體301、一記憶體控制單元303、一資料閂鎖器陣列305、一計數器(counter)307、一比較器陣列309、一資料收集器311、以及一串列資料傳輸模組313。該資料閂鎖器陣列305包括複數個資料閂鎖器305a。該比較器陣列309包括複數個比較器309a。該串列資料傳輸模組313包括一串列資料控制器313a與一移位暫存器313b。該計數器307以及該比較器陣列309組成一調變單元。該資料收集器311以及該串列資料傳輸模組313組成一資料傳輸模組。
以下舉例說明本發明之一實施例的作動方式：微控制器(microcontroller)320接收圖框資料IN，並據以產生各LED的相對應責任周期(duty cycle)信號DT。在此，以責任周期信號DT為8位元做說明。微控制器320產生6筆的責任周期信號DT，其分別對應到紅光LED R1、綠光LED G1~G2、及藍光LED B1~B3。責任周期信號DT代表各LED在一個責任周期內的導通時間比；換句話說，責任周期信號DT代表LED的發光亮度。比如，假設LED R1的發光亮度為50%，則其相對應的責任周期信號DT為127。相似地，假設LED G1的發光亮度要為100%，則其相對應的責任周期信號DT為255。
由微控制器320所輸出的責任周期信號DT儲存於雙埠記憶體301中。雙埠記憶體301有兩組位址埠(address port)，可接收兩組位址，其中，一組位址用於雙埠記憶體301與微控制器320間的資料傳輸，另一組位址用於雙埠記憶體301與記憶體控制單元303間的資料傳輸。此外，雙埠記憶體301有兩組資料輸出入埠，以接收資料及送出資料。所以，雙埠記憶體301可以同時進行資料的寫入與資料的讀取。雙埠記憶體301與微控制器320間的資料傳輸為串列，亦即，雙埠記憶體301一次接收一筆的責任周期信號DT。
此外，在本實施例中，雙埠記憶體301的資料讀/寫方式為記憶體映射(memory map)模式。記憶體映射模式是指，某一筆資料會固定儲存在此雙埠記憶體301的固定 儲存空間。也就是說，LED G1的相對應責任周期信號DT會固定儲存在此雙埠記憶體301的某一固定儲存空間，而LED G2的相對應責任周期信號DT則固定儲存在此雙埠記憶體301的另一固定儲存空間。在本實施例中，應用記憶體映射模式可簡化雙埠記憶體301的資料存取。
更甚者，如果事先知道某一顆LED有色偏(color shift)現象的話，可將此顆LED的相對應責任周期信號加上調整值，以調整(加長或減少)此顆LED的導通時間，如此可減輕色偏現象。此調整值可事先儲存於雙埠記憶體內的此顆LED相對應儲存空間內。比如，由微控制器320送出的責任周期信號DT為125，經調整後，由雙埠記憶體301內送出的相對應責任周期信號DT為135(假設調整值為10)。由於責任周期信號DT被加長，所以LED的亮度會增加，其色偏現象可降低。
記憶體控制單元303將存在雙埠記憶體301內的責任周期信號DT讀出，並傳送給資料閂鎖器陣列305內的相對應資料閂鎖器305a。在某一例中，雙埠記憶體301一次送出一筆責任周期信號DT給記憶體控制單元303。或者，在另一例中，雙埠記憶體301一次送出全部(6筆)責任周期信號DT給記憶體控制單元303。記憶體控制單元303可改變輸入位址，以讀取到不同LED的責任周期信號DT，藉以切換對各LED的控制。
資料閂鎖器陣列305有多個資料閂鎖器305a，各暫存各顆LED的相對應責任周期信號DT。在此為方便解 釋，將該些資料閂鎖器305a所輸出的責任周期信號DT標示為R1_DUTY、G1_DUTY、G2_DUTY、B1_DUTY、B2_DUTY、B3_DUTY，以分別對應至LED R1、G1~G2與B1~B3。
計數器307發出一計數信號CV，其值比如介於0~255之間。計數器307所發出的計數信號CV會送至比較器陣列309。
比較器陣列309內的各比較器309a會比較責任周期信號與計數信號CV，其比較後的結果，會產生6個第一數位資料R1_ON~B3_ON。比如，某一比較器309a比較責任周期信號R1_DUTY與計數信號CV，會產生第一數位資料R1_ON。當責任周期信號大於或等於計數信號CV時，則該第一數位資料為邏輯1；反之，當責任周期信號小於計數信號CV時，則該第一數位資料為邏輯0。或者，當責任周期信號小於計數信號CV時，則該第一數位資料為邏輯1；反之，當責任周期信號大於或等於計數信號CV時，則該第一數位資料為邏輯0。
當第一數位資料為邏輯1時，LED為亮(導通)；反之，當第一數位資料為邏輯0時，LED為暗(不導通)。第一數位資料R1_ON~B3_ON各為1位元。由比較器陣列309所產生的複數個第一數位資料R1_ON~B3_ON會送至資料收集器311。
計數器307與比較器陣列309可合稱為“PWM(脈衝寬度調變)單元”，因其所送出第一數位資料R1_ON~B3_ON 可視為PWM信號。雖然在本發明中，第一數位資料R1_ON只用於驅動一顆LED R1，但習知此技者當知，該第一數位資料R1_ON亦可用於驅動多顆LED，此皆在本發明的精神與範圍內。
資料收集器311並列地接收各為1位元的6個第一數位資料R1_ON~B3_ON，並產生6位元的第三數位資料D0[0：5]。此6位元的第三數位資料D0[0：5]由第一數位資料R1_ON~B3_ON排列而成。比如，第一數位資料R1_ON~B3_ON分別為0、1、1、0、0、1，則此6位元的該第三數位資料D0[0：5]為011001。當然，資料收集器311產生6位元的第三數位資料D0[0：5]的方式並不受限於此。
串列資料傳輸模組313再將資料收集器311所產生的第三數位資料D0[0：5]轉換成各為1位元的複數個第二數位資料D1[0]，並串列式傳輸給定電流驅動模組330。串列資料傳輸模組313係包括一串列資料控制器313a與一移位暫存器313b。其中，串列資料控制器313a、移位暫存器313b與定電流驅動模組330都接收一串列時脈CLK，以使得此三者的操作同步。移位暫存器313b會暫存由資料收集器311所產生的第三數位資料D0[0：5]。在串列資料控制器313a的控制下，移位暫存器313b串列式輸出複數個第二數位資料D1[0]。比如，第三數位資料D0[0：5]為011001，則移位暫存器313b所串列輸出的該些第二數位資料D1[0]依序為：0、1、1、0、0、1。
當移位暫存器313b的內部資料已全部輸出，則串列資料控制器313a發出閂鎖信號L給定電流驅動模組330。回應於此閂鎖信號L，定電流驅動模組330會依照所接收到的第二數位資料D1[0]，來控制輸出給LED陣列340的電流，以控制LED的導通狀態、亮度等。在本實施例中，定電流驅動模組330會將串列式接收到的複數個第二數位資料D1[0]，轉為複數個第四數位資料R1’_ON~B3’_ON，並列輸出該些第四數位資料R1’_ON~B3’_ON以分別控制LED陣列340內的LED R1~B3。
定電流驅動模組330的輸出腳位會分別對應到LED陣列340內的LED。比如，定電流驅動模組330的一根輸出腳位可連接到單顆LED。甚至，定電流驅動模組330的一根輸出腳位可連接到多顆LED。定電流驅動模組330可為多通道定電流驅動IC、類比放大器或是切換式電源供應器。定電流驅動模組330具快速響應。此外，定電流驅動模組330具有串列傳輸介面，可以串列式接收資料。
在LED控制電路300的控制及定電流驅動模組330的驅動之下，LED陣列340可進行時間域混色。
雙埠記憶體301、記憶體控制單元303、資料閂鎖器陣列305、計數器307與比較器陣列309的組合可將微控制器320所輸出的串列資料(DT)轉換成並列的複數個第一數位資料(R1_ON~G3_ON)。此外，資料收集器311與串列資料傳輸模組313的組合可將並列的第一數位資料(6筆的第一數位資料R1_ON~B3_ON)轉換成串列的複數個第二數位資料 (D1[0])。由於進行資料格式的轉換，所以本實施例的LED控制電路300的輸出入接腳的數量不多，如此可以簡化生產並降低成本。
本實施例應用無彩膜技術，以時間軸來進行混色。由於沒有彩色濾光片的阻擋，LED的光利用率可大幅增加。此外，更可省下彩色濾光片的成本。
在本實施例中，由於可以穩定地控制各顆LED，所以LED電流的電流變動率較低。
在本實施例中，由於各顆LED的工作電流為可控式，LED的發光效率亦較佳。
本實施例可實現動態背光控制，因為可接收由微控制器320發出的責任周期信號DT來快速調控LED的混光效果。
本實施例的LED控制電路300的控制能力是可擴充的，可視需要而增加資料閂鎖器305a與比較器309a的數量，以控制更多顆的LED。
本實施例可控制LED背光源所發出的紅光/綠光/藍光的比例，所以可控制顯示影像時的對比度與色彩飽和度。
本實施例具有快速的平行運算處理能力，以使得LED的導通狀態能被快速切換。如此一來，本實施例可實現高畫面更新率，以符合高畫質影像的需求。
本實施例具有優越的色彩補償(因為可分別調整各色光LED的發光亮度)，故而能實現高對比度與高色彩飽和度，以符合高畫質影像的需求。
第4圖顯示根據本發明實施例的顯示裝置的示意圖。此顯示裝置400需要背光源，其比如為但不受限於，LCD電視與液晶顯示器等。如第4圖所示，此顯示裝置400包括：LED控制電路410、定電流驅動模組420、LED陣列430以及面板440。LED陣列430可當成背光源。LED控制電路410可為第3圖之LED控制電路300，其LED控制電路410的結構與作動方式與前述相同，在此不予贅述。
當進行動態背光控制時，根據LED分佈情形，將畫框資料分成數個區域。接著，依據畫框資料的顏色分佈特性與對比要求，調整LED的混光比例與輸出亮度。如此，可減少耗能，更可有效提昇顯示裝置400的畫面對比度與色彩飽和度。此外，此顯示裝置400可更選擇性包括一微控制器，此微控制器比如為第3圖中的微控制器320。
第5圖顯示根據本發明實施例的照明設備的示意圖。此照明設備500可發出光線以照明，其比如為但不受限於，交通號誌等。如第5圖所示，此照明設備500包括：LED控制電路510、定電流驅動模組520與LED陣列530。LED控制電路510可為第3圖之LED控制電路300，其LED控制電路510的結構與作動方式與前述相同，在此不予贅述。
在第5圖的應用上，可預先將LED陣列530中的各顆色光LED的責任周期存於雙埠記憶體中，如此照明設備500就不需要額外的信號源與微控制器。當然，存於此雙 埠記憶體內的責任周期可視需要而修改，以改變由照明設備500所發出的光線的顏色。此外，此照明設備500可更選擇性包括一微控制器，此微控制器比如為第3圖中的微控制器320。
更甚者，在本發明實施例中，更可針對LED亮度進行補償，此補償比如由第3圖中的微控制器320所執行，其中，亮度補償後的結果會包含於責任周期信號DT內。第6A圖顯示偏移誤差(offset error)的示意圖。第6B圖顯示增益誤差(gain error)的示意圖。第6C圖顯示根據本發明實施例所提出的LED亮度補償的示意圖。
如第6A圖所示，偏移誤差是LED實際亮度與LED設定亮度間之差值。偏移誤差將使整個光電轉換函數發生平移現象。在第6A圖中，實線代表LED設定亮度，而虛線代表LED實際亮度，符號610代表偏移誤差。
如第6B圖所示，增益誤差是指經過偏移誤差調整後，LED最大實際亮度與LED設定亮度間之最大誤差值。在第6B圖中，實線代表LED設定亮度，而虛線代表LED實際亮度，符號620代表增益誤差。
在本實施例中，可藉由量測來修正LED光電轉換函數，如第6C圖所示。首先設定LED可調控範圍，並量測得到實際流過的LED電流(或電壓)與其相對應的LED光輸出量。
假設理想的LED光電轉換函數為：y ideal ＝mx ＋b 在取得LED可調控範圍內的最大電壓xmax 所對應的LED亮度ymax 以及最小電壓xmin 所對應的LED亮度ymin 後，可以得到修正後的LED光電轉換函數為y 1 ＝m 1 x ＋b 1
其參數m 1 與b 1 的計算表示如下
比較第6C圖之偏移誤差630與第6A圖之偏移誤差610，及比較第6C圖之增益誤差640與第6B圖之增益誤差620，可知，透過上述方式，可補償LED亮度。
綜上所述，雖然本發明已以一實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧背光單元
110‧‧‧LED模組
120‧‧‧LED驅動器
111~113‧‧‧LED陣列
121‧‧‧紅光驅動電路
122‧‧‧綠光驅動電路
123‧‧‧藍光驅動電路
21‧‧‧交換式電源供應器
22‧‧‧橋接板
23‧‧‧光源
24‧‧‧感測器
25‧‧‧微控制器
211‧‧‧交流至直流轉換器
212‧‧‧紅光(R)發光二極體直流至直流轉換器
213‧‧‧綠光(G)發光二極體直流至直流轉換器
214‧‧‧藍光(B)發光二極體直流至直流轉換器
231‧‧‧基板
232‧‧‧LED
233‧‧‧紅光LED固定電流控制器
234‧‧‧綠光LED固定電流控制器
235‧‧‧藍光LED固定電流控制器
231a~231d‧‧‧區域
300‧‧‧LED控制電路
301‧‧‧雙埠記憶體
303‧‧‧記憶體控制單元
305‧‧‧資料閂鎖器陣列
307‧‧‧計數器
309‧‧‧比較器陣列
311‧‧‧資料收集器
313‧‧‧串列資料傳輸模組
305a‧‧‧資料閂鎖器
309a‧‧‧比較器
313a‧‧‧串列資料控制器
313b‧‧‧移位暫存器
320‧‧‧微控制器
330‧‧‧定電流驅動模組
340‧‧‧LED陣列
R1‧‧‧紅光LED
G1~G2‧‧‧綠光LED
B1~B3‧‧‧藍光LED
DT、R1_DUTY~B3_DUTY‧‧‧責任周期信號
R1_ON~G3_ON‧‧‧第一數位資料
R1’_ON~G3’_ON‧‧‧第四數位資料
D0‧‧‧第三數位資料
D1‧‧‧第二數位資料
L‧‧‧閂鎖信號
400‧‧‧顯示裝置
410‧‧‧LED控制電路
420‧‧‧定電流驅動模組
430‧‧‧LED陣列
440‧‧‧面板
500‧‧‧照明設備
510‧‧‧LED控制電路
520‧‧‧定電流驅動模組
530‧‧‧LED陣列
610、630‧‧‧偏移誤差
620、640‧‧‧增益誤差
第1圖顯示第一種習知LED驅動架構的示意圖。
第2圖顯示第二種習知LED驅動架構的示意圖。
第3圖顯示根據本發明一實施例的LED控制電路的示意圖。
第4圖顯示根據本發明實施例的顯示裝置的示意圖。
第5圖顯示根據本發明實施例的照明設備的示意圖。
第6A圖顯示偏移誤差(offset error)的示意圖。
第6B圖顯示增益誤差(gain error)的示意圖。
第6C圖顯示根據本發明實施例所提出的LED亮度補償的示意圖。
300‧‧‧LED控制電路
301‧‧‧雙埠記憶體
303‧‧‧記憶體控制單元
305‧‧‧資料閂鎖器陣列
307‧‧‧計數器
309‧‧‧比較器陣列
311‧‧‧資料收集器
313‧‧‧串列資料傳輸模組
305a‧‧‧資料閂鎖器
309a‧‧‧比較器
313a‧‧‧串列資料控制器
313b‧‧‧移位暫存器
320‧‧‧微控制器
330‧‧‧定電流驅動模組
340‧‧‧LED陣列
R1‧‧‧紅光LED
G1~G2‧‧‧綠光LED
B1~B3‧‧‧藍光LED
DT、R1_DUTY~B3_DUTY‧‧‧責任周期信號
R1_ON~G3_ON‧‧‧第一數位資料
R1’_ON~G3’_ON‧‧‧第四數位資料
D0‧‧‧第三數位資料
D1‧‧‧第二數位資料
L‧‧‧閂鎖信號

Claims (25)

  1. 一種發光二極體控制電路，用於包括一驅動模組與複數個發光二極體的一影像顯示裝置或一照明設備中，該發光二極體控制電路包括：一記憶體，以記憶體映射方式儲存複數個責任周期信號，各該些責任周期信號相關於各該些發光二極體；一記憶體控制單元，耦接至該記憶體，其用於讀出存於該記憶體內的該些責任周期信號；一調變單元，耦接至該記憶體控制單元，其將該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號調變成複數個第一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；以及一資料傳輸模組，耦接至該調變單元，其並列地接收該些第一數位資料，進行格式轉換，以串列地送出複數個第二數位資料；其中，該驅動模組接收該些第二數位資料，以控制該些發光二極體的導通狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所示之發光二極體控制電路，更包括：一資料閂鎖器陣列，耦接至該記憶體控制單元，其用以暫存該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號，並將該些責任周期信號輸出至該調變單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所示之發光二極體控制電路，其中，該資料傳輸模組包括： 一資料收集器，接收由該調變單元所輸出的該些第一數位資料，以排列成一第三數位資料，其中該些第一數位資料皆包括單一位元，而該第三數位資料包括複數個位元；以及一串列資料傳輸模組，耦接至該資料收集器，將該第三數位資料串列輸出成該些第二數位資料，其中該些第二數位資料各包括單一位元。
  4. 如申請專利範圍第2項所示之發光二極體控制電路，其中，該記憶體串列式接收該些責任周期信號；以及該資料閂鎖器陣列包括複數個資料閂鎖器，分別暫存該些責任周期信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所示之發光二極體控制電路，其中，該調變單元包括：一計數器，用以產生一計數值；以及一比較器陣列，包括複數個比較器，各該些比較器比較該計數值與相應的各該些責任周期信號以產生該些第一數位資料。
  6. 如申請專利範圍第3項所示之發光二極體控制電路，其中，該串列資料傳輸模組包括：一移位暫存器，暫存該第三數位資料，逐位元地送出該第三數位資料之各位元，成為該些第二數位資料；以及一串列資料控制器，控制該移位暫存器；其中，該資料控制器更輸出一閂鎖信號至該驅動模組， 以告知該些第二數位資料傳輸完畢。
  7. 如申請專利範圍第1項所示之發光二極體控制電路，其中該些責任周期信號係由一微控制器發出，該微控制器進行一偏移誤差補償與一增益誤差補償。
  8. 一種影像顯示裝置，包括：一面板；複數個發光二極體，用以照明該面板；一驅動模組，用以驅動該些發光二極體；以及一發光二極體控制電路，包括：一記憶體，以記憶體映射方式儲存複數個責任周期信號，各該些責任周期信號相關於各該些發光二極體；一記憶體控制單元，耦接至該記憶體，其用於讀出存於該記憶體內的該些責任周期信號；一調變單元，耦接至該記憶體控制單元，其將該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號調變成複數個第一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；以及一資料傳輸模組，耦接至該調變單元，其並列地接收該些第一數位資料，進行格式轉換，以串列地送出複數個第二數位資料；其中，該驅動模組接收該些第二數位資料，以控制該些發光二極體的導通狀態。
  9. 如申請專利範圍第8項所示之影像顯示裝置，更包括： 一資料閂鎖器陣列，耦接至該記憶體控制單元，其用以暫存該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號，並將該些責任周期信號輸出至該調變單元。
  10. 如申請專利範圍第8項所示之影像顯示裝置，其中，該資料傳輸模組包括：一資料收集器，接收由該調變單元所輸出的該些第一數位資料，以排列成一第三數位資料，其中該些第一數位資料皆包括單一位元，而該第三數位資料包括複數個位元；以及一串列資料傳輸模組，耦接至該資料收集器，將該第三數位資料串列輸出成該些第二數位資料，其中該些第二數位資料各包括單一位元。
  11. 如申請專利範圍第9項所示之影像顯示裝置，其中，該記憶體串列式接收該些責任周期信號；以及該資料閂鎖器陣列包括複數個資料閂鎖器，分別暫存該些責任周期信號。
  12. 如申請專利範圍第8項所示之影像顯示裝置，其中，該調變單元包括：一計數器，用以產生一計數值；以及一比較器陣列，包括複數個比較器，各該些比較器比較該計數值與相應的各該些責任周期信號以產生該些第一數位資料。
  13. 如申請專利範圍第10項所示之影像顯示裝置，其中，該串列資料傳輸模組包括： 一移位暫存器，暫存該第三數位資料，逐位元地送出該第三數位資料之各位元，成為該些第二數位資料；以及一串列資料控制器，控制該移位暫存器，其中，該資料控制器更輸出一閂鎖信號至該驅動模組，以告知資料傳輸完畢。
  14. 如申請專利範圍第8項所示之影像顯示裝置，其中該些責任周期信號係由一微控制器發出，該微控制器進行一偏移誤差補償與一增益誤差補償。
  15. 一種照明設備，包括：複數個發光二極體，用以發光；一驅動模組，用以驅動該些發光二極體；以及一發光二極體控制電路，包括：一記憶體，以記憶體映射方式儲存複數個責任周期信號，各該些責任周期信號相關於各該些發光二極體；一記憶體控制單元，耦接至該記憶體，其用於讀出存於該記憶體內的該些責任周期信號；一調變單元，耦接至該記憶體控制單元，其將該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號調變成複數個第一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；以及一資料傳輸模組，耦接至該調變單元，其並列地接收該些第一數位資料，進行格式轉換，以串列地送出複數個第二數位資料；其中，該驅動模組接收該些第二數位資料，以控制該些 發光二極體的導通狀態。
  16. 如申請專利範圍第15項所示之照明設備，更包括：一資料閂鎖器陣列，耦接至該記憶體控制單元，其用以暫存該記憶體控制單元所讀出的該些責任周期信號，並將該些責任周期信號輸出至該調變單元。
  17. 如申請專利範圍第15項所示之照明設備，其中，該資料傳輸模組包括：一資料收集器，接收由該調變單元所輸出的該些第一數位資料，以排列成一第三數位資料，其中該些第一數位資料皆包括單一位元，而該第三數位資料包括複數個位元；以及一串列資料傳輸模組，耦接至該資料收集器，將該第三數位資料串列輸出成該些第二數位資料，其中該些第二數位資料各包括單一位元。
  18. 如申請專利範圍第16項所示之照明設備，其中，該記憶體串列式接收該些責任周期信號；以及該資料閂鎖器陣列包括複數個資料閂鎖器，分別暫存該些責任周期信號。
  19. 如申請專利範圍第15項所示之照明設備，其中，該調變單元包括：一計數器，用以產生一計數值；以及一比較器陣列，包括複數個比較器，各該些比較器比較該計數值與相應的各該些責任周期信號以產生該些第一數位資料。
  20. 如申請專利範圍第17項所示之照明設備，其中，該串列資料傳輸模組包括：一移位暫存器，暫存該第三數位資料，逐位元地送出該第三數位資料之各位元，成為該些第二數位資料；以及一串列資料控制器，控制該移位暫存器，其中，該資料控制器更輸出一閂鎖信號至該驅動模組，以告知資料傳輸完畢。
  21. 如申請專利範圍第15項所示之照明設備，其中該些責任周期信號係由一微控制器發出，該微控制器進行一偏移誤差補償與一增益誤差補償。
  22. 一種發光二極體的控制方法，用以控制複數個發光二極體，該控制方法包括：(a)串列式接收並暫存複數個責任周期信號；(b)調變該些責任周期信號，以產生並列的複數第一數位資料，該些第一數位資料用以指示該些發光二極體的導通狀態；(c)將並列的複數第一數位資料轉換成複數個第二數位資料，以串列式輸出該些第二數位資料；以及(d)根據該些第二數位資料，驅動該些發光二極體，以控制該些發光二極體在時間域上的混光狀態與亮度。
  23. 如申請專利範圍第22項所示之控制方法，其中，該步驟(b)包括：產生一計數值；以及比較該計數值與該些責任周期信號之一以產生 該些第一數位資料之一。
  24. 如申請專利範圍第22項所示之控制方法，其中，該步驟(c)包括：將該些第一數位資料排列成一第三數位資料；該第三數位資料串列輸出成該些第二數位資料，其中該些第一數位資料與該些第二數位資料皆包括單一位元，而該第三數位資料包括複數個位元。
  25. 如申請專利範圍第22項所示之控制方法，其中，在步驟(a)之前更包括：對該些責任周期信號進行一偏移誤差補償與一增益誤差補償。
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