[發明專利]一種用于控制LED單元的光輸出的反饋控制系統

無效

• 申請號: 200580039585.7
• 申請日: 2005-11-14
• 公開（公告）號: CN101061753A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: R·庫特;E·J·梅杰
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;陳景峻

技術領域

本發明涉及一種用于控制LED(發光二極管)發射單元的光輸出的控制系統，一種LED發射單元和一種用于控制LED發射單元的方法。

背景技術

具有多個有色LED陣列的白光發射單元或顏色可調發射單元，例如RGB?LED發光體和LED顯示器，由于多個原因被關注。例如，它們是低成本和高效的，并且它們的光輸出的色度是可調的。

然而，LED的光輸出在不同LED之間是變化的，還隨著每個LED的壽命變化。加之，LED的光輸出與溫度反向變化，并且對于不同顏色該變化是不相同的。在單個LED發射單元中LED的變化的輸出也是一個問題。已經嘗試了許多從發射單元得到一個穩定的光輸出的方法。在這些解決方案中已經引入了不同類型的反饋控制。因此，檢測光輸出并且將檢測結果用于控制LED的激發。在US6,495,964中公開了一個現有技術的解決方案，其中通過關閉用于將要檢測的顏色的LED，來對于不同顏色的組合檢測發射單元的光輸出。因此，當執行不同顏色的LED發射光的協同連續關閉時，在一個時間期間順序產生幾個檢測脈沖。

這個和其他現有技術解決方案在充分黑暗的環境下將非常好地工作，其中發射單元是唯一光源。然而在許多實際環境中，這種假定是不成立的。并且環境光的一部分常常能夠到達嵌入在發射單元中的檢測器。在控制系統的反饋部分，這些成分必須從由LED本身發出的光區別開來以防止顏色或亮度誤差。在對色度和色點(color?point)及時穩定性要求很高的應用中這是非常重要的。例如通過減法來去除這個區別。根據使用了這種LED發射單元的應用和特殊情況，標準連續的背景減法不能給出足夠好的結果。當所有LED都關閉時，通過連續背景減法裝置來檢測任何剩余光。尤其是相鄰的脈沖光源，例如TL管，監控器或其他LED模塊能夠引起問題。例如，假設當測量紅光成分時TL管總是意外地發光。那么檢測器將看到一個失真的光，其將導致提供錯誤信息給控制電路，從而其將引起顏色混合的錯誤設置。

發明內容

本發明的目的是消除或減小現有技術的所述缺點，并且提供一種更加與環境光條件無關的發射單元控制。

本發明基于一個認識，通過不定期測量輸出光，顯著減少由周期性脈沖的外部光源引起的干擾的可能性是高的。

因此，在本發明的一個方面，提供了一種用于控制發射單元的光輸出的控制系統，該發射單元包括至少一個LED并發射至少一種顏色光。控制系統包括檢測發射單元的光輸出并提供光輸出信號的檢測單元，提供檢測脈沖給檢測單元的檢測脈沖發生器，以及抑制光輸出信號中的環境光干擾并提供改進的光輸出信號的抑制單元。

該控制系統進一步包括用于基于表示發射單元的預期光輸出的參考信號和改進的光輸出信號之間的比較而控制發射單元的光輸出的控制單元，其中檢測脈沖發生器不定期地產生檢測脈沖。其中，時間被分成多個幀，并且如下述至少之一來執行所述不定期地產生檢測脈沖：在不同的幀中，檢測脈沖在相對于幀的起始處的不同時間開始；以及逐幀改變檢測脈沖的寬度。

根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種用于控制發射單元的方法，其中該發射單元包括至少一個LED并發射至少一種顏色光。該方法包括步驟：

-不定期檢測發射單元的光輸出并且因此產生光輸出信號；

-抑制光輸出信號中的環境干擾并且因此產生改進的光輸出信號；

-將改進的光輸出信號與表示發射單元的預期光輸出的參考信號進行比較；以及

-基于所述比較控制發射單元的光輸出。

其中，將時間分成多個幀，并且所述不定期地檢測的步驟還包括以下步驟的至少之一：

-在不同的幀中，在相對于幀的起始處的不同時間產生檢測脈沖；和

-逐幀改變檢測脈沖的寬度。

因此，根據本發明，用于發射單元的光反饋相對于現有技術進行了重大改進。光輸出的色度的控制和穩定性也顯著提高。

需要注意的是，包含至少一個LED的發射單元意味著具有一個或多個各種類型的LED的任何單元。不同類型的發射單元和LED的一些實例是LED發光體，典型包括多個不同顏色的LED、單獨的LED、LED燈、顯示器和類顯示器裝置，例如像素化燈或光源、OLED(有機LED)顯示器、聚合物LED顯示器、發光織物、用于標志或照明的LED陣列等等。

也需要注意的是，發射單元的光輸出意味著開和關兩個狀態，即當LED處于開和處于關的兩種狀態。當然，在后一種情況中，如果檢測到的光輸出大于零，則檢測到的為環境干擾光，或者背景光。