專利名稱：光調整系統、顯示系統及光輸出的調整方法
技術領域：
本發明涉及可調整光的系統及方法，尤其涉及一種測量及調整發光二極管的輸出的系統及方法。
背景技術：
發光二極管(light emitting diode，LED)為一種以半導體為基底的光源，包含半導體二極管及視需要具有磷光材料，以發出具有特定波長或波長范圍的光。LED傳統上用于作為指示燈，并逐漸應用于顯示器上，例如液晶顯示器(liquid-crystal display, LCD)。當施加的電壓跨越相反摻雜型態的半導體化合物層所形成的p-n結時，LED可放出光。由P-n結所產生的光的波長依靠半導體層的能帶間隙來決定，而此半導體層用以制造LED中的p-n結中的有源層。因此，特定的p-n結將僅會放出狹窄范圍的波長。在某些 LED中，包含了額外添加的磷光材料涂布在LED上。由p-n結所產生的光撞擊(strikes) 磷光材料，因而被磷光材料轉換為波長較長或較短的光。因此，除了由P-n結產生的光的波長，LED也會由磷光材料放出其他波長。一般而言，白光LED，例如具有發出藍光的p-n結， 一部分的藍光會被磷光材料轉換為紅光及綠光，以使LED的總體光輸出(light output)呈現為白色。當發光二極管不停重復使用時，LED中的p-n結會開始衰變(decay)。因此，LED 的光亮度(light luminescence)將隨使用時間減弱。再者，每一種的磷光材料也以不同于彼此及P-n結的速率衰變。因此，具有磷光材料的LED，其顏色也將隨時間改變。
發明內容
為克服現有技術的缺陷，本發明實施例提供一種光調整系統，包括一導光體，用以收集來自一光源的光，其中此光源的校準值儲存于一存儲器；一光檢測器，與此導光體連接；以及一控制器，電性連接至此光檢測器的輸出，及以可分離的方式連接至一用以驅動此光源的驅動器。本發明實施例還提供一種顯示系統，包括一種顯示系統，包括一顯示裝置，包括 至少一發光二極管；及至少一驅動器，用以驅動此發光二極管；一導光體，用以收集來自此至少一發光二極管的光；一光檢測器，與此導光體連接；一存儲器，用以儲存此發光二極管的校準值；以及一控制器，電性連接至此光檢測器的輸出，并以可分離的方式連接至此驅動器。本發明實施更提供一種光輸出的調整方法，包括在一顯示裝置的一顯示表面測量一光輸出，此顯示裝置包含此光輸出的一光源；提取此顯示裝置的一預定值；將此經測量的光輸出與此預定值作比較；以及調整此顯示裝置中的此光源以使此經測量的光輸出實質上與此預定值相符。本發明可以調整來自光源的光的亮度或相對色溫，以達到預定的視覺效果。為讓本發明的上述和其他目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
圖1顯示本發明一實施例的光調整系統的各種元件的俯視圖。圖2及圖3各自顯示本發明一實施例的含光調整系統的IXD顯示器的俯視圖。圖4顯示圖1的系統的使用方法的流程圖。其中，附圖標記說明如下100 光調整系統110 便攜式光檢測組件115 光源117 電子裝置120 光檢測及導引組件130 光檢測器140 控制器150 驅動器160 連結170 存儲器200 LCD顯示裝置205 LED210 LED220 背光板230 擴散板 240 LCD顯示面板250 區域300 LCD顯示裝置305 LED310 LED320 LED光條 340 LCD顯示面板350 區域
具體實施例方式本發明接下來將會提供許多不同的實施例以實施本發明中不同的特征。各特定實施例中的組成及配置將會在以下作描述以簡化本發明，但這些實施例并非用于限定本發明。此外，在本說明書的各種例子中可能會出現重復的元件符號以便簡化描述，但這不代表在各個實施例及/或圖示之間有何特定的關聯。本發明的各種實施例涉及一種系統，其可檢測及調整具有光源的電子裝置的光輸出。在本發明某些實施例中，包含手提、便攜式裝置。圖1顯示為光調整系統100。光調整系統100包含便攜式光檢測組件110。便攜式光檢測組件100設計用以測量及檢測來自電子裝置117的光源115的光輸出的強度數值。 電子裝置117可包含光源115、驅動器150及存儲器170。光源115可包含LED或有機發光二極管(OLED)。便攜式光檢測組件110包含光收集及導引組件120及光檢測器130。光收集及導引組件120在標靶電子裝置(例如液晶顯示器的顯示熒幕)的特定位置收集來自光源115的光輸出。光收集及導引組件120將光導引至光檢測器130。在某些實施例中，光收集及導引組件120為公知的光導機構，例如光纖、光導管(light pipe)或基材中已覆蓋的溝槽。在某些實施例中，不需要光收集及導引組件120，直接以光檢測器130收集來自光源 115的光輸出。在某些實施例中，光檢測器130檢測各種光輸出的性質，例如單獨或同時地檢測光強度、亮度(luminance)、色度(color)、相對色溫(correlated color temperature) 或光譜分布。亮度為檢測在散發或反射光的平面上的某一點的光亮(單位燭光/平方公尺)，其為由一區域正交投影至與一特定方向具有適當夾角的一平面上的投影所分隔的表面積的小要素的在此特定方向中的光強度。相對色溫(CCT)將顏色定義為如同絕對溫度， 其為在“黑體”輻射源必須達到以產生相同顏色的溫度。相對色溫在無關于人類視覺反應或光源技術的主要顏色，且可更加應用于比較在微光及不同技術下的視覺效果。光檢測器130包含光感測器(photo sensor)或光度計(photometer)。在某些實施例中，光感測器為電荷耦合裝置(charge-coupled device，CCD)、金屬氧化物半導體(CMOS) 感測器、光晶體管(phototransistor)、光敏電阻(photoresistor)、光伏打電池(例如太陽能電池)或設計作為光檢測器的發光二極管。在某些實施例中，單一個光收集及導引組件 120連接至單一個光檢測器130。在某些實施例中，多個光收集及導引組件120連接至單一個光檢測器130。在某些實施例中，光收集及導引組件120連接至多個光檢測器130。控制器140連接至光檢測器130。由光檢測器130檢測光輸出信息，并傳送至控制器140。控制器140分析光輸出信息并控制驅動器150，驅動器150可控制施加至光源115 的功率或電流。在某些實施例中，如測量到的光亮度低于預定值，控制器140會輸出信息給驅動器150，由驅動器150增加供給至光源115的功率或電流。在某些實施例中，如測量到的光亮度高于預定值，控制器140會輸出信息給驅動器150，由驅動器150減低供給至光源 115的功率。因此，當由控制器140控制時，由光源115發出的光輸出實質上與預定值相符。在某些實施例中，控制器140控制來自光源115的顏色輸出為預定的色度值，而非預定的強度。例如，如光源115包含紅色、綠色及藍色的LED，控制器140使用驅動器150來單獨調整供給至每一種顏色的LED的功率的比例。因此，光輸出的顏色可調整至預定的色度值。光調整系統100更包含連結160。連結160連接驅動器150及控制器140。基于接收自控制器140的指令，驅動器150調整供給至光源115的電功率或電流。在一實施例中，此種光源為LCD顯示裝置中的LED背光板(backlighting plate)中的LED。在一實施例中，光源115為LED。在某些實施例中，光源為鎢絲燈泡(incandescent bulb)、熒光管、緊密型熒光管(compact fluorescent tube)、電致發光器、冷陰極燈管 (cold cathode fluorescent lamp)或有機發光二極管(OLED)。在其他實施例中，光源115 可為一種或多種上述光源的組合。在一實施例中，驅動器150為電子裝置117的一部分。在某些實施例中，驅動器 150在電子裝置117的內部。在一實施例中，驅動器150包含存儲器170，儲存由控制器140所決定的光源115 的功率或電流的校準值。如控制器140控制驅動器150，控制器將以供給至光源115的功率的新數值更新存儲器170。如驅動器150與控制器140中斷連接，驅動器150將以儲存于存儲器170中的數值持續供給正確的功率或電流至光源115。在某些實施例中，存儲器170 不包含于驅動器150內，驅動器150可透過有線或無線存取存儲器170的信息。在某些實施例中，存儲器170為便攜式光檢測組件110的一部分。圖2及圖3各自顯示用以調整發光二極管(LED)顯示器的背光輸出 (backlighting output)的光調整裝置100的俯視圖。光調整裝置100包含如圖1所示的此光調整裝置100包含如圖1所示的便攜式光調整組件110。此便攜式光調整組件110包含如圖1所示的光收集及導引組件120及光檢測器130及控制器140。由光檢測器130檢測光輸出信息，并傳送至控制器140。IXD顯示器200及300為使用LED作為背光光源的
5IXD顯示面板。參見圖2，LCD顯示裝置200為具有直下式(direct-type)LED背光的液晶顯示面板。在具有直下式(direct-type) LED背光的液晶顯示面板中，LED 205分布在LED背光板 220上。LED背光板220設置在IXD顯示面板(例如顯示面板240)后方。當IXD顯示裝置 200 (例如液晶電視)開啟時，LED背光面板220上的LED創造出背光，且背光為觀賞者由顯示面板240的前方可見。此外，尚有許多種面板設置于LED背光面板220及液晶顯示面板 240之間，例如擴散板230。便攜式光檢測組件110用以測量顯示表面的一區域的LED光輸出，例如IXD顯示面板240的一區域。便攜式光檢測組件110測量顯示面板240的表面的至少一部分。在一實施例中，便攜式光檢測組件檢測顯示表面的對應于特定光源的特定區域。最正確地反射特定LED的光輸出的部分為直接位于此特定LED前方的LCD顯示面板240的表面的部分。 LED 210對應于區域250。在某些實施例中，便攜式光檢測組件110不需與IXD顯示面板240表面的標靶部分直接物理接觸，僅需足夠靠近標靶表面以使光輸出能被檢測及準確地測量。在一實施例中，驅動器150為IXD顯示裝置200的一部分。便攜式光檢測組件 110透過連結160與IXD顯示裝置200中的驅動器150連接。在某些實施例中，驅動器位在LCD顯示裝置200的外部。在某些實施例中，連結160為電線或光學傳輸線，例如電纜、 光纖纜線及導光體(light guide)。在某些實施例中，連結160為無線連結，例如無線電鏈 (radio link)、紅外線鏈結(infrared link)或藍牙鏈結(BLUETOOTH link)或短距離無線 (Short-Range Wireless)。為了校準LED 210的光輸出，便攜式光檢測組件110測量在區域250的LED 210的光輸出。便攜式光檢測組件110基于測量到的光輸出指示驅動器150 來調整至對應的IXD顯示裝置200的背光板220中的LED 210的電功率或電流或電壓。持續上述的測量及調整，直至在區域250測量得到的光達到IXD顯示裝置200的驅動器150中所儲存的預定值。在一實施例中，驅動器150包含存儲器170。驅動器150 儲存LED 210的校準值于存儲器170中，此校準值為基于到達該預定值所需電功率。當便攜式光檢測組件110未控制LED 210時，相對于背光板220中的其他LED 205，使用已儲存的LED 210校準值校準LED 210的光輸出。在某些實施例中，存儲器170不包含于驅動器 150內及位于IXD顯示裝置200的外部。驅動器150可透過有線或無線存取存儲器170的信息。在某些實施例中，存儲器170為便攜式光檢測組件110的一部分。同樣地，每個在背光板220中的LED 205皆由光調整系統100作校準，且每個LED 所對應的校準值皆儲存于存儲器170中。在某些實施例中，預定值為預設值，例如原廠設定(factory setting)。使用以原廠預設值調整每一 IXD顯示裝置200上的光調整系統100，來輸出實質上符合原先原廠設定值的亮度或相對色溫。因此，在某些情況下，老化的顯示器可被調整為如同新的顯示器般明亮。因此，在某些實施例中，在顯示裝置200中所有的LED將被調整至如同單一個LED般明亮，且顯示裝置200具有均勻的亮度。在某些實施例中，預定值設定為由第一顯示裝置200 中的其中一個LED 205所測量得到的光強度。光調整系統100接著用以校準第二顯示裝置 200。因此，在第二顯示器中的所有LED被調整為如同第一顯示器般的明亮，且所有顯示器皆具有一致的亮度。
圖3顯示與光調整系統100 —并使用的側光式(edge-type) IXD顯示器300。與直下式LED背光面板(LED置于顯示面板后方的面板上)不同的是，側光式LED背光顯示面板包含LED置于一條或多條的長條(bars)上，該些長條設置于顯示面板的邊緣。IXD顯示器300具有多個LED 305置于縱向的LED光條320上。在某些實施例中， LED光條320設置于顯示面板的左側。側光式顯示面板不限于特定結構。在某些實施例中， LED光條320設置于顯示面板340的左側、右側、頂部、底部或前述的組合。在某些實施例中，可有多個LED光條320設置于顯示面板340之一邊緣。光調整裝置100包含如圖1所示的此光調整裝置100包含如圖1所示的便攜式光調整組件110。此便攜式光調整組件110包含如圖1所示的光收集及導引組件120及光檢測器130及控制器140。由光檢測器130檢測光輸出信息，并傳送至控制器140。在此實施例中，驅動器150為IXD顯示裝置300的一部分。便攜式光檢測組件110透過連結160與 IXD顯示裝置300中的驅動器150連接。在某些實施例中，連結160可為電線或光學傳輸線，在某些實施例中，連結160可為無線連結。為了校準LED 305的光輸出，便攜式光檢測組件110在區域350測量來自LED 310的光輸出。在某些實施例中，驅動器150位在IXD 顯示裝置300的外部。便攜式光檢測組件110基于所測量到的光輸出指示驅動器150調整IXD顯示裝置 300的LED光條320所對應的LED 310的電功率、電流或電壓數值。上述的測量及調整將持續直至在區域350所測量的值到達預定值。在一實施例中，驅動器150包含存儲器170。 驅動器150儲存LED 310的校準值310于存儲器170中，此校準值為基于到達預定值所需的電功率或電流或電壓。當便攜式光檢測組件110未控制LED 310時，相對于LED光條320 上的其他LED，使用已儲存的LED 310校準值校準LED 310的光輸出。在某些實施例中，存儲器170不包含于驅動器150內及位于IXD顯示裝置300的外部。驅動器150可透過有線或無線存取存儲器170的信息。在某些實施例中，存儲器170為便攜式光檢測組件110的一部分。同樣地，在某些實施例中，在LED光條中的所有LED 305由光調整系統100所校準，且每一 LED所對應的校準值皆儲存于存儲器170中。在某些實施例中，預定值依照如圖2所述的一種或多種方法設定。圖4顯示使用光調整系統100校準圖2及圖3所示的IXD顯示裝置的方法400。 本方法起始于步驟410，并接著進行步驟420。在步驟420中，啟動LED背光面板220或LED光條320中的多個LED205或305以發光。接著，進行步驟430。在步驟430中，提取(retrieve)先前設定的預定值。此預定值是以顯示表面的預定部分的光輸出的測量值。此預定值用于步驟460，以與由便攜式光檢測組件110在顯示器的一區域所測量的由至少一 LED (例如LED 210或310)放出的亮度或相對色溫相比較。此預定值儲存于存儲器170中。在另一實施例中，預定值是以不同顯示器的顯示表面的光輸出的測量值為基準。接著，進行步驟440。在步驟440中，便攜式光檢測組件110透過連結160與IXD顯示裝置200或300 連接。接著，進行步驟450。在步驟450中，顯示區域的亮度或相對色溫由便攜式光檢測組件100在LED 210或310所對應的區域250或350測量得到。完成測量之后，接著進行步驟460。在步驟460中，將在顯示區域所測量得到的由至少一 LED (例如LED 210或310) 放出的亮度或相對色溫與預定值相比較。由驅動器150調整供給至LED的功率或電流，直至在顯示區域測量到的亮度或相對色溫實質上與預定值相符。完成上述調整后，接著進行步驟470。在步驟470中，于驅動器150的存儲器170中儲存供給至LED 210或310的功率， 其中此功率使在顯示區域上的亮度或相對色溫實質上與預定值相符。在儲存校準值至存儲器170后，繼續進行步驟480。在步驟480中，對顯示裝置200或300上剩余的LED重復步驟430-450。在所有的 LED都完成步驟430-450之后，進行步驟490。在步驟490中，便攜式檢測組件110與IXD顯示裝置200或300中斷連接。接著， 進行步驟495結束本方法。本發明實施例可應用于IXD顯示裝置，例如等離子體顯示器、每一像素皆為LED或 OLED的直接式LED顯示器(direct LED display)。再者，本發明實施例可應用于警示關于安全性的操作器。LED關于發光及警示的應用在例如汽車、飛行器及火車。此系統及方法可應用于在車輛的外部測量LED光強度。例如，此系統及方法可應用于測量汽車的頭燈殻座 (headlight casing)表面的光強度，將所測量得到的光強度與一特定基線(based line)相比較。如光強度低于特定基線，將警示操作器，并調整LED的光輸出至所需的安全程度。雖然本發明已以多個較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作任意的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視所附的權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種光調整系統，包括一導光體，用以收集來自一光源的光，其中該光源的校準值儲存于一存儲器； 一光檢測器，與該導光體連接；以及一控制器，電性連接至該光檢測器的輸出，并以可分離的方式連接至一用以驅動該光源的驅動器。
2.如權利要求1所述的光調整系統，其中該光源為一發光二極管。
3.如權利要求1所述的光調整系統，其中該驅動器用以調整該光源的亮度或相對色ilm ο
4.如權利要求1所述的光調整系統，其中該控制器系用以比較由光源收集的光及儲存于該存儲器中的光源的校準值。
5.一種顯示系統，包括 一顯示裝置，包括 至少一發光二極管；及至少一驅動器，用以驅動該發光二極管； 一導光體，用以收集來自該至少一發光二極管的光； 一光檢測器，與該導光體連接； 一存儲器，用以儲存該發光二極管的校準值；以及一控制器，電性連接至該光檢測器的輸出，并以可分離的方式連接至該驅動器。
6.如權利要求5所述的顯示系統，其中該控制器系用以控制該驅動器響應該檢測器的輸出。
7.一種光輸出的調整方法，包括在一顯示裝置的一顯示表面測量一光輸出，該顯示裝置包含該光輸出的一光源；提取該顯示裝置的一預定值；將該經測量的光輸出與該預定值作比較；以及調整該顯示裝置中的該光源以使該經測量的光輸出實質上與該預定值相符。
8.如權利要求7所述的光輸出的調整方法，其中該預定值以該顯示表面的一預定部分的一光輸出的測量值為基準。
9.如權利要求7所述的光輸出的調整方法，其中該預定值以一不同顯示器的顯示表面一預定部分的一光輸出的測量值為基準。
10.如權利要求7所述的光輸出的調整方法，還包在測量該顯示表面的該光輸出之前， 連接一用以測量該顯示表面的該光輸出的便攜式光檢測組件；及在儲存該校準值之后，卸除該便攜式光檢測組件。
全文摘要
本發明實施例提供了一種光調整系統、顯示系統及光輸出的調整方法，該光調整系統具有一導光體，用以收集來自光源的光、一光檢測器，與導光體連接、一存儲器，用以儲存光檢測器的測量值、及一控制器，電性連接至光檢測器的輸出，并以驅動光源以可分離的方式連接至一用以驅動該光源的驅動器。此控制器用以控制該驅動器響應該光檢測器的輸出。本發明可以調整來自光源的光的亮度或相對色溫，以達到預定的視覺效果。
文檔編號G09G3/34GK102456325SQ20111014728
公開日2012年5月16日 申請日期2011年5月27日 優先權日2010年10月27日
發明者黃信杰 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司