TWI613932B - 驅動模組、及具有此驅動模組的光源系統 - Google Patents

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Abstract

一種驅動模組,用以驅動發光裝置,該驅動模組電性連 接到一控制模組,該發光裝置具有至少一發光元件。驅動模組包括:驅動電路,從該控制模組接收控制信號,而傳送驅動電流信號與測試電流信號到該至少一發光元件,以對於該至少一發光元件進行驅動,其中,以If表示驅動電流信號的數值,It表示測試電流信號的數值,則驅動電流信號的數值與測試電流信號的數值之間的關係滿足式(1):(It/If)=0.1%~35%......(1)。並且,驅動電路根據該至少一發光元件的狀態而產生回饋信號,該回饋信號是該測試電流信號流經該至少一發光元件時由偵測結果回傳該驅動電路之後,由該驅動電路所產生之信號,且該回饋信號回傳到該控制模組,以使該控制模組根據該回饋信號而對於該驅動電路進行回饋控制。具有此驅動模組的光源系統亦被提出。

Description

驅動模組、及具有此驅動模組的光源系統
本揭露是有關於一種驅動模組及光源系統,且特別是有關於一種驅動模組及光源系統,能夠對於光源系統中的發光元件的狀態進行智慧偵測並進行驅動控制。
相較於傳統的照明光源(如白熾燈、螢光燈等),由於發光二極體光源、有機電激發光二極體光源(Organic Light Emitting Diode light source,OLED light source)具有輕薄、無汞、無紫外光、可撓性、可為平面光源等的優點,而被視為極具潛力的新興光源。
以往,發光裝置可包含多個有機電激發光二極體光源。換句話說,可組合各自具有不同性質的多個有機電激發光二極體光源,來構成發光裝置。如以下的表1所示,上述的性質例如為:剛性或可撓性的特性、不同的效能、不同的尺寸或形狀等。基於這些不同的性質的考量,在以往的技術中,對於在特定操作條件下的發光裝置,需要利用特定的驅動模組來提供驅動電流。
Figure TWI613932BD00001
因此,在以往的發光裝置中,存在以下幾個技術問題。第一,當發光裝置採用不同的操作條件,就需要使用不同的驅動模組,如此一來,驅動模組的成本無法有效地降低。
第二,在發光裝置中,通常會使用不同的電阻器,來設定不同尺寸的有機電激發光二極體光源的保護電壓準位(Protection voltage level)。因此,若是發生了短路現象,將造成不同尺寸的有機電激發光二極體光源的短路電壓偵測上的差異。如此一來,難以良好地檢測出成為短路狀態的有機電激發光二極體光源。
第三,在發光裝置中,於定電流的操作條件下,不同的有機電激發光二極體光源的亮度衰減曲線會彼此不同。據此,若 某一個有機電激發光二極體光源因損壞而需要更換,在進行更換之後,該更換後的有機電激發光二極體光源、與其他未更換的有機電激發光二極體光源之間,將產生亮度不均的問題,而使得發光裝置的整體發光均勻度下降。
有鑑於此,本揭露提供一種驅動模組以及光源系統,該驅動模組利用較小的測試電流信號,以得知不同尺寸的發光元件的狀態,並利用回饋信號進行回饋控制,因此,能夠進行發光裝置的智慧監控與控制。
本揭露提出一種驅動模組,用以驅動發光裝置,該驅動模組電性連接到一控制模組,該發光裝置具有至少一發光元件。該驅動模組包括:驅動電路,從該控制模組接收控制信號,而傳送驅動電流信號與測試電流信號到該至少一發光元件,以對於該至少一發光元件進行驅動,其中,以If表示該驅動電流信號的數值,It表示該測試電流信號的數值,則該驅動電流信號的數值與該測試電流信號的數值之間的關係滿足式(1):(It/If)=0.1%~35%......(1),並且,該驅動電路根據該至少一發光元件的狀態而產生回饋信號,該回饋信號是該測試電流信號流經該至少一發光元件時由偵測結果回傳該驅動電路之後,由該驅動電路所產生之信號,且該回饋信號回傳到該控制模組,以使該控制模組根據該回饋信號 而對於該驅動電路進行回饋控制。
本揭露還提出一種光源系統,包括:發光裝置,具有至少一發光元件;以及驅動模組,用以驅動該發光裝置,該驅動模組包括:驅動電路及控制模組,其中,該驅動電路從該控制模組接收控制信號,而傳送驅動電流信號與測試電流信號到該至少一發光元件,以對於該至少一發光元件進行驅動,其中,以If表示該驅動電流信號的數值,It表示該測試電流信號的數值,則該驅動電流信號的數值與該測試電流信號的數值之間的關係滿足式(1):(It/If)=0.1%~35%......(1),並且,該驅動電路根據該至少一發光元件的狀態而產生回饋信號,該回饋信號是該測試電流信號流經該至少一發光元件時得到的一偵測結果,經回傳該驅動電路之後,由該驅動電路所產生之信號,且該回饋信號回傳到該控制模組,以使該控制模組根據該回饋信號而對於驅動電路進行回饋控制,其中,該驅動模組利用位元組對於該至少一發光元件進行驅動,該位元組至少包含兩個位元,該位元組是用以定義式(1)的該驅動電流信號的數值與該測試電流信號的數值之間的關係。
基於上述,本揭露的驅動模組與光源系統,使用了驅動電流信號配合相對較小的測試電流信號,以得知發光元件的電壓的數值。如此一來,可偵測發光元件的資訊,並能得知發光元件的狀態(正常運作狀態、短路狀態、或開路狀態)。再者,驅動電路根據至少一發光元件的狀態而產生回饋信號。該回饋信號是測試 電流信號流經至少一發光元件時由偵測結果回傳驅動電路之後,由驅動電路所產生之信號。該回饋信號回傳到控制模組,以使控制模組根據回饋信號而對於驅動電路進行回饋控制,如此,能夠對於發光元件進行智慧控制。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧定電流控制位元組
11‧‧‧短路電壓控制位元組
12‧‧‧短路偵測位元組
13‧‧‧開路偵測位元組
14‧‧‧電壓偵測位元組
15‧‧‧控制電流開關位元組
110‧‧‧發光裝置
112‧‧‧發光元件
112a‧‧‧有機電激發光平面光源
112b‧‧‧驅動電路板
112c‧‧‧晶片
200‧‧‧驅動模塊
210‧‧‧驅動電路
212‧‧‧驅動電流信號控制單元
214‧‧‧測試電流信號控制單元
214a‧‧‧時序產生器
214b‧‧‧第一比較器
214c‧‧‧第二比較器
215‧‧‧電壓偵測單元
216‧‧‧短路偵測單元
218‧‧‧開路偵測單元
219‧‧‧電流調控單元
220‧‧‧驅動電流信號
220a、220c‧‧‧驅動電壓
220b‧‧‧失效電壓
230‧‧‧測試電流信號
230a、230b、230c‧‧‧測試電壓
240‧‧‧控制信號
250‧‧‧回饋信號
300‧‧‧光源系統
310‧‧‧供電模組
320‧‧‧控制模組
330‧‧‧遠端模組
340‧‧‧感測模組
350‧‧‧網路
410‧‧‧電壓變化曲線
420‧‧‧亮度變化曲線
430‧‧‧平均亮度準位線
A‧‧‧開關
B‧‧‧輸入埠
CLK‧‧‧時序信號
G[0]~G[6]‧‧‧全球亮度控制位元
HC‧‧‧高電流信號
INPUT ref‧‧‧輸入參考信號
If‧‧‧驅動電流信號的數值
It‧‧‧測試電流信號的數值
LC‧‧‧低電流信號
LSB‧‧‧最低有效位元
MSB‧‧‧最高有效位元
NU‧‧‧正常運作的位元
Figure TWI613932BD00002
‧‧‧輸出埠
SLP‧‧‧睡眠位元
SV‧‧‧發光元件的短路偵測準位選擇位元
Vf‧‧‧驅動電壓的數值
Vff‧‧‧失效電壓的數值
Vt‧‧‧測試電壓的數值
圖1是依照本揭露一實施例的驅動模組、與驅動模組所驅動的發光裝置的示意圖。
圖2是依照本揭露的一實施例的驅動電流信號與測試電流信號的示意圖。
圖3A是使用圖2的驅動電流信號與測試電流信號時,發光元件的電壓在正常運作時的示意圖。
圖3B是使用圖2的驅動電流信號與測試電流信號時,發光元件的電壓在短路現象時的示意圖。
圖4是依照本揭露的一實施例的光源系統的示意圖。
圖5是依照本揭露的一實施例的驅動電路的方塊示意圖。
圖6是依照本揭露的一實施例的驅動電路中,利用驅動電流信號控制單元與測試電流信號控制單元,對於驅動電流信號與測試電流信號進行數位控制的方塊示意圖。
圖7A是依照本揭露的一實施例的驅動電流信號與測試 電流信號的電流波形圖、在正常運作時的發光元件的電壓波形圖、在短路現象時的發光元件的電壓波形圖以及第一時序信號的比較示意圖。
圖7B是依照本揭露的一實施例的驅動電流信號與測試電流信號的電流波形圖、在正常運作時的發光元件的電壓波形圖、在短路現象時的發光元件的電壓波形圖以及第二時序信號的比較示意圖。
圖8是依照本揭露的又一實施例的驅動電路中的,利用驅動電流信號控制單元與測試電流信號控制單元,對於驅動電流信號與測試電流信號進行類比控制的方塊示意圖。
圖9是依照本揭露的一實施例的控制模組的方塊示意圖。
圖10是依照本揭露的又一實施例的控制模組的方塊示意圖。
圖11是發光元件的電壓變化曲線、亮度變化曲線與平均亮度準位線的示意圖。
圖1是依照本揭露一實施例的驅動模組、與驅動模組所驅動的發光裝置的示意圖。圖2是依照本揭露的一實施例的驅動電流信號與測試電流信號的示意圖。請同時參照圖1與圖2,本揭露的一實施例提出一種驅動模組200,用以驅動發光裝置110。該驅動模組200電性連接到一控制模組320(請參見後續的圖4)。此發光 裝置110可具有彼此電性連接的多個發光元件112。每一發光元件112可以包含:有機電激發光平面光源112a、驅動電路板112b以及晶片112c。然而,本發明的驅動模組200並不限定僅用於驅動多個發光元件,亦即,本發明的驅動模組200可驅動單一個發光元件112或多個發光元件112。單一個發光元件112也能使用本發明實施例的驅動模組200的驅動方式,以偵測失效狀態。若為多個發光元件112的情況,本發明的驅動模組200的優勢在於,可針對不同驅動電流的發光元件112進行驅動,並且,藉由提供相同的測試電流信號,來達到失效偵測的目的。以下,以驅動多個發光元件112的實施例來進行說明,但本發明並不限定於此實施例。
請參照圖1,驅動模組200包括:驅動電路210,從該控制模組320接收控制信號240,而傳送驅動電流信號220與測試電流信號230到多個發光元件112,以對於該至少一發光元件進行驅動。如圖2所示,以If表示驅動電流信號220的數值,It表示測試電流信號230的數值,則驅動電流信號220的數值與測試電流信號230的數值之間的關係滿足式(1):(It/If)=0.1%~35%......(1)。
如圖1所示,驅動電路210根據至少一發光元件112的狀態而產生回饋信號250,該回饋信號250是測試電流信號230流經至少一發光元件112時由偵測結果回傳驅動電路210之後,由驅動電路210所產生之信號,且該回饋信號250回傳到該控制模組320,以使該控制模組320根據該回饋信號250而對於該驅動電路210進行 回饋控制。此回饋信號250能夠表示這些發光元件112的狀態。在多個發光元件112之間傳輸的驅動電流信號220、測試電流信號230與回饋信號250,可以是如圖1所示的串列信號。
在圖1的串列信號中,MSB表示最高有效位元,LSB表示最低有效位元,G[0]~G[6]表示全域亮度控制位元(Global brightness control bit),SV表示發光元件的短路偵測準位選擇位元(Light emitting element short detection level select bit)、NU表示正常運作的位元(“0”for normal operation),SLP表示睡眠位元(Sleep select bit)。圖1的串列信號僅為用以舉例,本揭露並不限制串列信號的實施方式。
如圖2所示,相比於驅動電流信號220的數值(If),測試電流信號230的數值(It)較小。驅動電路210可將該較小的測試電流信號230傳送到多個發光元件112中,以偵測多個發光元件112的電壓,進而得知任一個發光元件112的狀態。
例如,當其中一個發光元件112產生短路現象時,該測試電流信號230會使該短路的發光元件112產生一個處於低比例範圍的電壓,此時,藉由偵測到該低比例範圍的電壓,即可判斷該發光元件112發生了短路現象。並且,該回饋信號250(含有該判斷結果,即發生短路現象的發光元件112的資訊)回傳到控制模組320(請參見後續的圖4),以使該控制模組320根據該回饋信號250而對於驅動電路210進行回饋控制。
以下,將繼續說明利用圖2的驅動電流信號220與測試電流信號230通過發光元件112時,發光元件112在正常運作(Normal operation status,參照圖3A)、發生短路現象(Shorted status,參照圖3B)的情況下,各自產生的電壓的信號的狀態。
圖3A是使用圖2的驅動電流信號與測試電流信號時,發光元件的電壓在正常運作時的示意圖。請同時參照圖1與圖3A,當發光元件112進行正常運作時,以Vf表示通過發光元件112的驅動電流信號220而得的驅動電壓220a的數值,以Vt表示通過發光元件112的測試電流信號230而得的測試電壓230a的數值,則驅動電壓220a的數值與測試電壓230a的數值之間的關係滿足以下式子:(Vt/Vf)=95%~99%。
也就是說,當較小的測試電流信號230通過發光元件時,會使得發光元件112產生較小的測試電壓230a,而該較小的測試電壓230a的數值(Vt)會是驅動電壓220a的數值(Vf)的95%~99%左右。換句話說,當觀察到測試電壓230a的數值(Vt)是驅動電壓220a的數值(Vf)的95%~99%的時候,則判斷發光元件112處於正常運作的狀態。
圖3B是使用圖2的驅動電流信號與測試電流信號時,發光元件的電壓在短路現象時的示意圖。請同時參照圖1與圖3B,以Vf表示當發光元件112進行正常運作時,通過發光元件112的該驅動電流信號220而得的驅動電壓的數值。當其中一個發光元件112發生短路現象時,以Vff表示在短路現象時的通過發光元件112的驅 動電流信號220而得的失效電壓220b的數值,且以Vft表示在短路現象時的通過發光元件112的測試電流信號230而得的測試電壓230b的數值,則驅動電壓的數值(Vf)與失效電壓220b的數值(Vff)之間的關係滿足式(2),測試電壓230b的數值(Vft)與驅動電壓的數值(Vf)之間的關係滿足式(3):Vf>Vff......(2)
(Vft/Vf)=0.1%~7%......(3)。
也就是說,當觀察到測試電壓230b的數值是驅動電壓220a的數值的0.1%~7%的時候,則判斷其中一個發光元件112發生了短路現象。
另外,請再參照圖3B,以Vt表示:在該至少一發光元件112進行正常運作時,通過該至少一發光元件112的該測試電流信號230而得的測試電壓230b的數值,則在該短路現象時的該測試電壓230b的數值與在該正常運作時的該測試電壓230b的數值之間的關係滿足式(4):(Vft/Vt)=0.1%~7%......(4)。
承上述,本揭露的實施例的驅動模組200,使用了驅動電流信號220配合相對較小的測試電流信號230,而能夠得知發光元件112的電壓的數值,進而能夠偵測發光元件112的資訊,並能得知發光元件112是處於甚麼狀態(正常運作狀態、或短路狀態)。並且,如圖1所示,驅動電路210可根據發光元件112的狀態而產生回饋信號250。該回饋信號250是測試電流信號230流經該至少一發 光元件112時由偵測結果回傳該驅動電路210之後,由該驅動電路210所產生之信號,且該回饋信號250回傳到該控制模組320,以使該控制模組320根據該回饋信號250而對於該驅動電路210進行回饋控制,如此,能夠對於發光元件112進行智慧控制。
另外,當發光元件112產生開路現象時,其驅動電壓的數值(Vf)會升高,超過原本驅動模組200的承受電壓(例如,驅動電路210的承受電壓);因此,在進行開路偵測時,會對於該至少一發光元件112輸出與驅動電流信號220為同樣大小的電流。當該至少一發光元件112的驅動電壓(Vf)超過驅動模組200的承受電壓後,就判斷發光元件112為開路狀態。
承上述,即使多個發光元件112具有不同的性質(剛性或可撓性的特性、不同的效能、不同的尺寸或形狀等),驅動電路210也可偵測這些不同的發光元件112的資訊,並根據回饋信號250進行回饋控制。如此,僅使用一個驅動模組200,就可以對於在多種操作條件下的發光元件112進行驅動,能夠有效地降低驅動模組的成本。
並且,利用較小的測試電流信號230,使得不同尺寸的發光元件112的測試電壓彼此之間可產生較大的差距,而能夠得到較佳的鑑別率。因此,能夠良好地檢測出成為短路狀態的發光元件112。
在本揭露的一實施例中,驅動電流信號220與測試電流信號230可為脈波寬度調變信號,脈波寬度調變信號的頻率為大於 60Hz,脈波寬度調變信號的工作週期可為50%~80%,但不以此為限。如圖2所示的實施例的脈波寬度調變信號,頻率為大於200Hz,工作週期為50%。
圖4是依照本揭露的一實施例的光源系統的示意圖。請同時參照圖1、圖2與圖4,光源系統300可包括:發光裝置110、以及如圖1所示的驅動模組200。發光裝置110具有至少一發光元件112。驅動模組200用以驅動發光裝置110。
驅動模組200包括:驅動電路210及控制模組320,其中,該驅動電路210從該控制模組320接收控制信號,而傳送驅動電流信號220與測試電流信號230到發光元件112,其中,以If表示驅動電流信號220的數值,It表示測試電流信號230的數值,則驅動電流信號220的數值(If)與測試電流信號230的數值(It)之間的關係滿足式(1):(It/If)=0.1%~35%......(1)。
如圖1所示,驅動電路210根據該發光元件112的狀態而產生回饋信號250,此回饋信號250是該測試電流信號230流經該至少一發光元件112時由偵測結果回傳該驅動電路210之後,由該驅動電路210所產生之信號,且該回饋信號250回傳到該控制模組320,以使該控制模組320根據該回饋信號250而對於驅動電路210進行回饋控制。
請參照圖4,光源系統300還可包括:供電模組310,提供電力給發光裝置110與驅動模組200。供電模組310可以是一般的商業交流電源或其他合適的電源,提供電力給整個光源系統300。
請參照圖4,光源系統300的控制模組320是電性連接到驅動模組200。此控制模組320傳送控制信號240到驅動模組200,使驅動模組200驅動發光元件112。驅動模組200根據發光元件112的狀態而產生回饋信號250,且回傳到控制模組320。
控制模組320可以是微控制器(Microcontroller unit,MCU)、個人電腦(Personal Computer,PC)、或手持裝置(Handheld device),以作為整個光源系統300的主要控制中心。
請參照圖4,光源系統300還可包括:遠端模組330,通過網路350而連接控制模組320。遠端模組330可對於控制模組320進行控制。遠端模組330可為:藉由網路350對控制模組320進行連線操作的遙控裝置(Remote device)或遠端儲存裝置(Cloud storage Device)。上述回饋信號250可經由控制模組320而回傳到遠端儲存裝置330進行紀錄。再者,網路350可以是無線網路。
請參照圖4,光源系統300還可包括:感測模組340,連接到控制模組320。此感測模組340用以感測物體移動狀態或環境溫度資訊,且傳送感測信號到控制模組320。
在一實施例中,感測模組340可以是影像感測器、溫度感測器或是其他合適的感測器。當感測模組340偵測到使用者進入光源系統300的環境中,即可傳輸感測信號到控制模組320,使驅 動模組200驅動發光裝置110發光。類似地,當使用者離開光源系統300的環境,感測模組340可發出感測信號,使驅動模組200驅動發光裝置110熄滅。
請再參照圖4,假設發光裝置110、驅動模組200、供電模組310、控制模組320、感測模組340安裝在居家環境中。使用者可透過遠端模組330(遙控裝置、行動電話、或個人電腦等),對於控制模組320發出控制指令,以對於發光裝置110進行遠端控制。
發光裝置110的各種資訊(已經使用的時間、短路狀態、開路狀態等),也可回傳到遠端模組330進行儲存。使用者可查看遠端模組330中儲存的資訊,即可得知發光裝置110的各個發光元件112的狀態,據此,使用者可容易地進行發光元件112的替換。
圖5是依照本揭露的一實施例的驅動電路的方塊示意圖。請參照圖5,驅動模組200的驅動電路210可包括:驅動電流信號控制單元212,傳送驅動電流信號220;測試電流信號控制單元214,傳送測試電流信號230;短路偵測單元216,根據該至少一發光元件的電壓值,對發光元件112的短路狀態進行偵測;以及電流調控單元219,對發光元件112的電流進行調整與控制。
請參照圖5,驅動電路210還可以包括:電壓偵測單元215與開路偵測單元218的至少一個,亦即,可同時包含電壓偵測單元215與開路偵測單元218、或是只包含電壓偵測單元215、或是只包含開路偵測單元218;其中,電壓偵測單元215利用該控制模組320提供的串列信號對於該至少一發光元件112進行偵測; 開路偵測單元218利用該控制模組320提供的串列信號對於該至少一發光元件112進行偵測。
圖5中繪示出所有的驅動電流信號控制單元212、測試電流信號控制單元214、電壓偵測單元215、短路偵測單元216、開路偵測單元218與電流調控單元219,然而,可依實際情況組合上述的元件。
請參照圖5,驅動電流信號控制單元212可以進行基本定電流的輸出與控制。測試電流信號控制單元214可傳送小的測試電流信號230(如圖2所示)。
在一實施例中,短路偵測單元216可根據該控制模組320提供的串列信號對發光元件112的短路狀態進行偵測。控制模組320會提供串列信號給電流調控單元219,並控制發光元件112的驅動電流。
請參照圖4,當來自控制模塊320的控制信號240進入驅動電路210之後,驅動電路210可回饋發光元件112的狀態(短路狀態、開路狀態等),而輸出回饋信號250。如圖5所示,控制信號240可以是串列信號,控制信號240的輸入信號格式可包含:多個空白位元組(圖5中顯示三個Blank byte)、短路電壓控制位元組11(Short voltage control byte)、定電流控制位元組10(Constant current control byte)、及控制電流開關位元組15(Control current switch byte)。
詳細而言,在光源系統300中,該驅動模組200利用位元組對於至少一發光元件112進行驅動,該位元組至少包含兩個位元,該位元組可用以定義式(1)的驅動電流信號220的數值與測試電流信號230的數值之間的關係。「位元組」也可包括「多個位元」。利用「多個位元」來進行設定以進行發光元件112的驅動,可藉此表示出上述的式(1)~式(4)所定義的關係。例如,短路電壓控制位元組11是用來定義短路狀態下的電壓值的數值。短路電壓控制位元組11可包含多個位元數(bits),例如,可包含10個位元數,並且,該位元數的數量是可適當地選擇的。利用多個位元數的組合,而能夠定義短路狀態下的電壓值的數值,亦即,式(3)所定義的關係:(Vft/Vf)=0.1%~7%。
定電流控制位元組10與控制電流開關位元組15可互相配合,如後述的圖6與圖8的記載,可藉由控制電流開關位元組15來控制何時輸入高電流,何時輸入低電流。
當控制信號240進入驅動電路210進行處理之後,驅動電路210輸出回饋信號250。回饋信號250的輸出信號格式可包含:電壓偵測位元組14(Voltage detection byte)、開路偵測位元組13(Open detection byte)、短路偵測位元組12(Short detection byte)、短路電壓控制位元組11、定電流控制位元組10、及控制電流開關位元組15。
請參照圖5,電壓偵測單元215、短路偵測單元216與開路偵測單元218實際上均是藉由電壓進行相關的判斷,亦即:電壓 偵測單元215是直接輸出一電壓值,而短路偵測單元216及開路偵測單元218則是根據該電壓值判斷是否短路或開路,而輸出「是」值、「非」值。
詳細而言,電壓偵測單元215需要使用量化的數字(一個電壓值),而短路偵測單元216與開路偵測單元218僅需要針對是否低於失效電壓、或高於驅動電壓進行判斷;因此,電壓偵測位元組14是驅動電路210輸出的其中一組位元,該組位元提供偵測的電壓;並且,上述的判斷動作是在驅動電路210內進行。
請繼續參照圖5,回饋信號250中的輸出信號格式也包含短路電壓控制位元組11、定電流控制位元組10、及控制電流開關位元組15的原因為:藉由這樣的設計,本發明可驅動多個發光元件112。
詳細而言,以短路電壓控制位元組11為例,該串列信號的設定可包含以下兩種做法:(1)所有發光元件112均相同,並且,以同樣的位元控制,均設定讀取該串列信號的第一位元與第二位元;(2)包含不同的發光元件112(例如,有5個發光元件),則該串列信號就包含共10個位元(2*5=10),其中,第一位元與第二位元是由第一個發光元件112讀取,第三位元與第四位元是由第二個發光元件112讀取,第五位元與第六位元是由第三個發光元件112讀取,第七位元與第八位元是由第四個發光元件112讀取,第九位元與第十位元是由第五個發光元件112讀取。同樣的,定電流控制位 元組10、及控制電流開關位元組15,也可採用如同上述短路電壓控制位元組11一樣的做法。
另外,若僅有單一個發光元件112,利用定電流控制位元組10、短路電壓控制位元組11及控制電流開關位元組15,而可以讓系統確認輸入位元與輸出位元是否符合。
承上述,如圖5所示,驅動電路210將發光元件112的電壓作為電壓偵測位元組14而寫入到空白位元組中,成為回饋信號250的一部分;驅動電路210將發光元件112的開路狀態作為開路偵測位元組13而寫入到空白位元組中,成為回饋信號250的一部分;驅動電路210將發光元件112的短路狀態作為短路偵測位元組12而寫入到空白位元組中,成為回饋信號250的一部分。
圖6是依照本揭露的一實施例的驅動電路中的,利用驅動電流信號控制單元212與測試電流信號控制單元214,對於驅動電流信號與測試電流信號進行數位控制的方塊示意圖。在此實施例中,驅動電流信號控制單元212可以是:數位式驅動電流信號控制單元;而測試電流信號控制單元214可以是:數位式測試電流信號控制單元。
實際上,如圖6所示,採用了數位控制的方式,說明了驅動電路210可輸出:驅動電流信號220、或是測試電流信號230,其中,驅動電流信號控制單元212可控制驅動電流值,測試電流信號控制單元214可控制測試電流值。
如圖6所示,在開關A,可輸入”1”作為開啟信號,輸入”0”作為關閉信號;輸入埠B,接收了輸入參考信號INPUT ref;輸出埠
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,輸出高電流信號HC與低電流信號LC。開關A可接收控制信號240中的控制電流開關位元組15(「1」或「0」),以決定開啟(設定1為開啟)或關閉測試電流信號的輸出。
請參照圖6,驅動電路210還可包括:時序產生器214a,提供時序信號CLK,根據該時序信號CLK以抓取驅動電流信號220與測試電流信號230。具體而言,驅動電路210輸出該驅動電流信號220與該測試電流信號230的時點,須根據驅動電路210的內部的時序信號CLK而決定,例如,可利用正緣觸發處(即,後述圖7A與圖7B的「升時刻(rising time)」)作為輸出該驅動電流信號220與該測試電流信號230的時點。
圖7A是依照本揭露的一實施例的驅動電流信號與測試電流信號的電流波形圖、在正常運作時的發光元件的電壓波形圖、在短路現象時的發光元件的電壓波形圖以及第一時序信號的比較示意圖。
如圖7A所示,可將驅動電流信號220與測試電流信號230的電流波形圖、在正常的發光元件的電壓波形、短路的發光元件的電壓波形、與時序信號CLK(即圖6所繪示的CLK)各自的升時刻(rising time)進行對準,並設定一段讀取時間,來讀取發光元件的電壓狀態;亦即,根據該時序信號CLK決定何時抓取驅動電流信號220及測試電流信號230產生對應的電壓信號,換句話說, 可決定電壓偵測單元215、短路偵測單元216、開路偵測單元218何時去抓取電壓值;如此,可配合時序信號CLK,切換輸出小的測試電流信號230,以取得各個發光元件的電壓、短路狀態或開路狀態的資訊。
圖7B是依照本揭露的一實施例的驅動電流信號與測試電流信號的電流波形圖、在正常運作時的發光元件的電壓波形圖、在短路現象時的發光元件的電壓波形圖以及第二時序信號的比較示意圖。可注意到,圖7B的第二時序信號的頻率是圖7A的第一時序信號的頻率的兩倍;也就是說,由於輸出電流與輸出電壓可能會有延遲效應,所以,可利用提昇第二時序信號的頻率的方式,在某一個時間區間內,對於電壓信號進行多次的取值。若取得的電壓信號符合短路或開路的信號點,則輸出該驅動目標(如發光元件112)為短路或開路的訊息。詳細而言,時序產生器214a更可以在設定時間區間內設定該時序信號CLK的頻率,以多次抓取該驅動電流信號220與該測試電流信號230。
圖8是依照本揭露的又一實施例的驅動電路中的,利用驅動電流信號控制單元212與測試電流信號控制單元214,對於驅動電流信號與測試電流信號進行類比控制的方塊示意圖。在此實施例中,驅動電流信號控制單元212可以是:類比式驅動電流信號控制單元;而測試電流信號控制單元214可以是:類比式測試電流信號控制單元。
如圖8所示,採用了類比控制的方式,說明了驅動電路210可輸出:驅動電流信號220、或是測試電流信號230,其中,驅動電流信號控制單元212可控制驅動電流值,測試電流信號控制單元214可控制測試電流值。
類比式的驅動電路210可包括:第一比較器214b與第二比較器214c。類比式的驅動電路210可接收:控制信號240中的控制電流開關位元組15、作為開啟信號的”1”、作為關閉信號的”0”,而輸出高電流信號HC與低電流信號LC。
圖9是依照本揭露的一實施例的控制模組的方塊示意圖。請參照圖4與圖9,控制模組320接收了回饋信號250(即如圖9所示的控制信號輸入);並且,在進行失效檢測之後,輸出控制信號240(即如圖9所示的控制信號的輸出)。以下將進一步說明控制模組320進行失效檢測(短路狀態)以及對短路的發光元件112進行控制的過程。
在控制模組320中,首先,決定進行失效檢測的時間,而進行時間控制,例如控制為1~10分鐘(min)。接著,利用控制電流開關位元組15,而切換成輸出測試電流信號的狀態。繼之,利用電壓偵測單元215、短路偵測單元216及開路偵測單元218,來確認發光元件112的電壓數值是否低於失效電壓(如上述圖5所描述的內容),即:是否處於圖3B所記載的數值範圍中;若是,則利用定電流控制位元組10,來關閉發光元件112(確認為短路狀態)的電流 輸出;若否,則回到時間控制的步驟,設定失效檢測的時間,並繼續進行失效檢測。
承上述,本揭露的實施例的驅動模組200以及光源系統300,能夠簡化驅動電路210的控制架構;並且,利用小的測試電流信號230而能夠偵測不同尺寸的發光元件112的短路電壓;再者,還能夠進行全面性的遠端控制,能監測並記錄發光元件112的失效狀態(短路狀態、開路狀態)與衰減狀態,從而,能夠進行發光裝置110的智慧監控與控制。
以下,對於多個發光元件112在更換前後所產生的亮度不均問題,本揭露提出了以下的解決方案。圖10是依照本揭露的又一實施例的控制模組的方塊示意圖。請同時參照圖4與圖10,控制模組320接收了回饋信號250(即如圖10所示的控制信號輸入);並且,在進行亮度平均操作之後,輸出控制信號240(即如圖10所示的控制信號的輸出)。以下將進一步說明控制模組320進行亮度平均操作的過程。
在控制模組320中,首先,決定進行亮度平均操作的時間,而進行時間控制,例如控制為一周(即七天)。接著,使電壓偵測單元215對於電壓進行偵測,而輸出一電壓值,使該輸出的電壓值儲存於記憶體,以對於發光元件112的電壓數值進行紀錄。可知,控制模組320可將記錄的發光元件112的電壓數值,經由網路350而傳送到遠端模組330(遠端儲存裝置)進行儲存。
繼之,進行確認是否更換發光元件112的步驟。若是,則計算更換前後的電壓百分比,進而,利用定電流控制位元組10,來調整發光元件112的亮度百分比;若否,則回到時間控制的步驟,設定亮度平均操作的時間,並繼續進行發光元件112的電壓數值的記錄。
圖11是發光元件的電壓變化曲線、亮度變化曲線與平均亮度準位線的示意圖。請參照圖11,由於發光元件112會產生老化現象而電阻值逐漸升高,在定電流操作的條件之下(如圖11所示的固定Current),電壓變化曲線410也會跟著逐漸升高。亮度變化曲線420則會隨著發光元件112的老化現象而逐漸下降。並且,在圖11中,繪示了平均亮度準位線430,即,設定發光裝置110的平均幅度亮度成為70%。
如此一來,可利用控制模組320紀錄更換前的發光元件112的電壓上升百分比(即圖11所示的電壓變化曲線410),而推估發光裝置110的整體亮度衰減幅度(即圖11所示的亮度變化曲線420)。並且,將新的發光元件112調整到平均幅度亮度(即圖11所示的平均亮度準位線430),以達到亮度均勻的效果,並可同步進行開路偵測保護。
雖然本揭露已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本揭露,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本揭露的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
110‧‧‧發光裝置
112‧‧‧發光元件
200‧‧‧驅動模塊
210‧‧‧驅動電路
240‧‧‧控制信號
250‧‧‧回饋信號
300‧‧‧光源系統
310‧‧‧供電模組
320‧‧‧控制模組
330‧‧‧遠端模組
340‧‧‧感測模組
350‧‧‧網路

Claims (24)

  1. 一種驅動模組,用以驅動發光裝置,該驅動模組電性連接到一控制模組,該發光裝置具有至少一發光元件,該驅動模組包括:驅動電路,從該控制模組接收控制信號,而傳送驅動電流信號與測試電流信號到該至少一發光元件,以對於該至少一發光元件進行驅動,其中,以If表示該驅動電流信號的數值,It表示該測試電流信號的數值,則該驅動電流信號的數值與該測試電流信號的數值之間的關係滿足式(1):(It/If)=0.1%~35%......(1),並且,該驅動電路根據該至少一發光元件的狀態而產生回饋信號,該回饋信號是該測試電流信號流經該至少一發光元件時由偵測結果回傳該驅動電路之後,由該驅動電路所產生之信號,且該回饋信號回傳到該控制模組,以使該控制模組根據該回饋信號而對於該驅動電路進行回饋控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的驅動模組,其中,以Vf表示當該至少一發光元件進行正常運作時,通過該至少一發光元件的該驅動電流信號而得的驅動電壓的數值,當該至少一發光元件發生短路現象時,以Vff表示在該短路現象時的通過該至少一發光元件的該驅動電流信號而得的失效電壓 的數值,且以Vft表示在該短路現象時的通過該至少一發光元件的該測試電流信號而得的測試電壓的數值,則該驅動電壓的數值與該失效電壓的數值之間的關係滿足式(2),該測試電壓的數值與該驅動電壓的數值之間的關係滿足式(3):Vf>Vff......(2) (Vft/Vf)=0.1%~7%......(3)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的驅動模組,其中,以Vt表示:在該至少一發光元件進行正常運作時,通過該至少一發光元件的該測試電流信號而得的測試電壓的數值,則在該短路現象時的該測試電壓的數值與在該正常運作時的該測試電壓的數值之間的關係滿足式(4):(Vft/Vt)=0.1%~7%......(4)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的驅動模組,其中,該驅動電流信號與該測試電流信號為脈波寬度調變信號,該脈波寬度調變信號的頻率為大於60Hz。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的驅動模組,其中,該驅動電路包括:驅動電流信號控制單元,傳送該驅動電流信號;測試電流信號控制單元,傳送該測試電流信號;短路偵測單元,根據該至少一發光元件的電壓值,對該至少一發光元件的短路狀態進行偵測;以及電流調控單元,對該至少一發光元件的電流調整與控制。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的驅動模組,其中,該控制模組會提供串列信號給該電流調控單元,並控制該至少一發光元件的驅動電流。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的驅動模組,其中,該短路偵測單元會根據該控制模組提供的串列信號對該至少一發光元件的短路狀態進行偵測。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的驅動模組,其中,該驅動電流信號控制單元包括:數位式驅動電流信號控制單元、或類比式驅動電流信號控制單元;該測試電流信號控制單元包括:數位式測試電流信號控制單元、或類比式測試電流信號控制單元。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的驅動模組,更包括:時序產生器,提供時序信號,根據該時序信號以抓取該驅動電流信號與該測試電流信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的驅動模組,其中,該時序產生器更在設定時間區間內設定該時序信號的頻率,以多次抓取該驅動電流信號與該測試電流信號。
  11. 如申請專利範圍第5項所述的驅動模組,其中,該驅動電路更包括:電壓偵測單元與開路偵測單元的至少一個,其中,該電壓偵測單元利用該控制模組提供的串列信號對於該至少一發光元件進行偵測;該開路偵測單元利用該控制模組提供的串列信號對於該至少一發光元件進行偵測。
  12. 一種光源系統,包括:發光裝置,具有至少一發光元件;以及驅動模組,用以驅動該發光裝置,該驅動模組包括:驅動電路及控制模組,其中,該驅動電路從該控制模組接收控制信號,而傳送驅動電流信號與測試電流信號到該至少一發光元件,以對於該至少一發光元件進行驅動,其中,以If表示該驅動電流信號的數值,It表示該測試電流信號的數值,則該驅動電流信號的數值與該測試電流信號的數值之間的關係滿足式(1):(It/If)=0.1%~35%......(1),並且,該驅動電路根據該至少一發光元件的狀態而產生回饋信號,該回饋信號是該測試電流信號流經該至少一發光元件時得到的一偵測結果,經回傳該驅動電路之後,由該驅動電路所產生之信號,且該回饋信號回傳到該控制模組,以使該控制模組根據該回饋信號而對於驅動電路進行回饋控制,其中,該驅動模組利用位元組對於該至少一發光元件進行驅動,該位元組至少包含兩個位元,該位元組是用以定義式(1)的該驅動電流信號的數值與該測試電流信號的數值之間的關係。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的光源系統,其中,以Vf表示當該至少一發光元件進行正常運作時、通過該至少一發光元件的該驅動電流信號而得的驅動電壓的數值,當該至少一發光元件發生短路現象時,以Vff表示在該短路現象時的通過該至少一發光元件的該驅動電流信號而得的失效電壓 的數值,且以Vft表示在該短路現象時的通過該至少一發光元件的該測試電流信號而得的測試電壓的數值,則該驅動電壓的數值與該失效電壓的數值之間的關係滿足式(2),該測試電壓的數值與該驅動電壓的數值之間的關係滿足式(3):Vf>Vff......(2) (Vft/Vf)=0.1%~7%......(3),該位元組是用以定義:式(2)的該驅動電壓的數值與該失效電壓的數值之間的關係、及式(3)的該測試電壓的數值與該驅動電壓的數值之間的關係。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的光源系統,其中,以Vt表示:在該至少一發光元件進行正常運作時,通過該至少一發光元件的該測試電流信號而得的測試電壓的數值,則在該短路現象時的該測試電壓的數值與在該正常運作時的該測試電壓的數值之間的關係滿足式(4):(Vft/Vt)=0.1%~7%......(4),該位元組是用以定義:式(4)的在該短路現象時的該測試電壓的數值與在該正常運作時的該測試電壓的數值之間的關係。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的光源系統,其中,該驅動電路包括:驅動電流信號控制單元,傳送該驅動電流信號;測試電流信號控制單元,傳送該測試電流信號; 短路偵測單元,根據該至少一發光元件的電壓值,對該至少一發光元件的短路狀態進行偵測;以及電流調控單元,對該至少一發光元件的電流進行調整控制。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的光源系統,其中,該控制模組會提供串列信號給該電流調控單元,並控制該至少一發光元件的驅動電流。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的光源系統,其中,該短路偵測單元會根據該控制模組提供的串列信號對該至少一發光元件的短路狀態進行偵測。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的光源系統,其中,該驅動電流信號控制單元包括:數位式驅動電流信號控制單元、或類比式驅動電流信號控制單元;該測試電流信號控制單元包括:數位式測試電流信號控制單元、或類比式測試電流信號控制單元。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的光源系統,其中,該驅動模組更包括:時序產生器,提供時序信號,根據該時序信號以抓取該驅動電流信號與該測試電流信號。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的光源系統,其中,該時序產生器更在設定時間區間內設定該時序信號的頻率,以多次抓取該驅動電流信號與該測試電流信號。
  21. 如申請專利範圍第15項所述的光源系統,其中,該驅動電路更包括:電壓偵測單元與開路偵測單元的至少一個,其中, 該電壓偵測單元利用該控制模組提供的串列信號對於該至少一發光元件進行偵測;該開路偵測單元利用該控制模組提供的串列信號對於該至少一發光元件進行偵測。
  22. 如申請專利範圍第12項所述的光源系統,更包括:供電模組,提供電力給該發光裝置與該驅動模組。
  23. 如申請專利範圍第12項所述的光源系統,更包括:遠端模組,通過網路而連接該控制模組,該遠端模組對於該控制模組進行控制,該遠端模組包含:藉由該網路對該控制模組進行連線操作的遙控裝置或遠端儲存裝置,該回饋信號是經由該控制模組而回傳到該遠端儲存裝置進行紀錄。
  24. 如申請專利範圍第12項所述的光源系統,更包括:感測模組,連接到所述控制模組,該感測模組用以感測物體移動狀態或環境溫度資訊,且傳送感測信號到該控制模組。
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