專利名稱：提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)及方法，尤其涉及一種利用使用者所定義振幅調(diào)節(jié)(Amplitude Modulation，AM)的脈沖寬度調(diào)節(jié)(Pulse Width Modulation，PWM)，來解決公知PWM技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流在初始階段時(shí)不太理想的問題的架構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，越來越多的警示、動畫或廣告方面的產(chǎn)品利用發(fā)光二極管(LED)來制作，例如新式的具有動畫的紅綠燈、大型LED所組成的廣告牌，皆為發(fā)光二極管的應(yīng)用范圍，其優(yōu)點(diǎn)為具有高亮度、壽命長及可制作超大型的廣告牌...等，因此廣為業(yè)者所開發(fā)利用。
在傳統(tǒng)的冷光板(Electro Luminescence，EL)灰階控制技術(shù)中，脈沖寬度調(diào)節(jié)(Pulse Width Modulation，PWM)是一種最受歡迎且普遍的方法，其原因?yàn)槊}沖寬度調(diào)節(jié)的控制方法為利用數(shù)字控制，在控制的精準(zhǔn)度上，比起利用電流模擬調(diào)變的方法更優(yōu)異，并且隨著該脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)的成熟，該控制方法所需的費(fèi)用亦隨之價(jià)廉。請參閱圖1所示，其為公知脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流理想輸出圖，其中該圖形的橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為電流值，而該脈沖寬度調(diào)節(jié)的方法多半為線性的控制方法，其利用N個灰階系統(tǒng)，而將點(diǎn)亮開啟(Light On)的區(qū)域切割為N-1等份，當(dāng)灰階的設(shè)定為1時(shí)(第一區(qū)域10)，即輸出一階段(Step)時(shí)間的電流，但在實(shí)際的運(yùn)作上，電氣特性的反應(yīng)卻不如圖1所顯示的那樣完美。請同時(shí)參閱圖2所示，其為公知脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流實(shí)際輸出圖，其中固定電流源(Constant Current Source)在初始階段時(shí)，對于冷光板充電產(chǎn)生有一上升時(shí)間(Rising Time)，該上升時(shí)間將形成于灰階設(shè)定中，本來應(yīng)該均等面積的第一區(qū)域21及第二區(qū)域23，產(chǎn)生了不相等的情況，其第一灰階曲線22形成而將第一區(qū)域21的面積縮小，該問題將導(dǎo)致灰階設(shè)定為2階時(shí)的電流通量，并非為設(shè)定為1階的兩倍，如此一來，灰階設(shè)定的線性肯定會失去，由于第一區(qū)域21的上升時(shí)間是由冷光板的容抗值及阻抗值來決定，更使每一片不同冷光板都呈現(xiàn)不同的灰階狀態(tài)，而對于性能的控制會顯得相當(dāng)?shù)乩щy。
請參閱圖3所示，為公知利用預(yù)先充電方法對發(fā)光二極管的控制電流輸出圖，為改進(jìn)上述問題，有人提出了預(yù)先充電(Pre-Charge)的方式來解決，其具體的做法為利用一較高電壓的預(yù)先充電方法，即為第一灰階曲線33，而使上升時(shí)間縮短，此方法雖可以使第一區(qū)域31及第二區(qū)域32的面積接近，從而解決上升時(shí)間所產(chǎn)生的問題，但是過高的預(yù)先充電方法使得EL太早被點(diǎn)亮，如此當(dāng)灰階為1階時(shí)，被點(diǎn)亮的程度不是第一區(qū)域31，而是第三區(qū)域34加上第一區(qū)域31，便使得第一階的灰階曲線33所形成亮度產(chǎn)生過亮的情況。
本發(fā)明為針對上述問題做改進(jìn)，而可使第一階灰階不會顯得太暗，也不會顯得太亮，以得到最佳的灰階特性。
發(fā)明內(nèi)容
基于解決以上所述公知技術(shù)的不足，本發(fā)明為提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)及方法，本發(fā)明的主要目的在于利用使用者所定義振幅調(diào)節(jié)(Amplitude Modulation，AM)的脈沖寬度調(diào)節(jié)(Pulse Width Modulation，PWM)，來解決公知PWM技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流在初始階段時(shí)不太理想的問題。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明為一種提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其包括有電流源，提供電流至發(fā)光二極管；振幅調(diào)節(jié)緩存器，可存儲使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值；電流設(shè)定緩存器，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的電流數(shù)值，輸出至電流源；以及計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，以控制該電流設(shè)定緩存器所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間。
根據(jù)所述的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其中該提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)還包括有正常電流設(shè)定緩存器，當(dāng)振幅調(diào)節(jié)電流的功能完成后，即切換成該正常電流模式。
根據(jù)所述的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其中該發(fā)光二極管為冷光板。
根據(jù)所述的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其中該振幅調(diào)節(jié)緩存器的由使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值必須大于一般正常電流設(shè)定緩存器。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明為依據(jù)以上所公開的架構(gòu)的一種提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的方法，其包括有將使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值存儲于振幅調(diào)節(jié)緩存器；根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的電流數(shù)值，利用電流設(shè)定緩存器輸出至電流源；根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，利用計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器以控制該電流設(shè)定緩存器所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間；電流源接收振幅調(diào)節(jié)緩存器所傳送的電流和計(jì)數(shù)數(shù)值，提供給發(fā)光二極管；以及當(dāng)振幅調(diào)節(jié)電流的功能完成后，正常電流設(shè)定緩存器即切換成該正常電流模式。
通過以下附圖
及發(fā)明的詳細(xì)說明，以進(jìn)一步對本發(fā)明有更深入的說明。
圖1為公知脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流理想輸出圖。
圖2為公知脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流實(shí)際輸出圖。
圖3為公知利用預(yù)先充電方法對發(fā)光二極管的控制電流輸出圖。
圖4為本發(fā)明的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)的功能方塊圖。
圖5A為本發(fā)明通過電流設(shè)定機(jī)制來提高發(fā)光二極管所需初始起動電流示意圖。
圖5B為本發(fā)明通過脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)后所顯示的趨近完美波形的示意圖。
圖6為根據(jù)圖4所公開的架構(gòu)的動作產(chǎn)生方法的流程圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下10 第一區(qū)域21 第一區(qū)域22 第一灰階曲線23 第二區(qū)域31 第一區(qū)域32 第二區(qū)域33 第一灰階曲線34 第三區(qū)域41 振幅調(diào)節(jié)緩存器42 電流設(shè)定緩存器43 計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器44 電流源45 正常電流設(shè)定緩存器46 冷光板51 電流設(shè)定值52 正常電流設(shè)定值61 改良后的第一灰階曲線62 改良前的第一灰階曲線71 將使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值存儲于振幅調(diào)節(jié)緩存器72 根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的電流數(shù)值，利用電流設(shè)定緩存器輸出至電流源73 根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，利用計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器以控制該電流設(shè)定緩存器所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間74 電流源接收振幅調(diào)節(jié)緩存器所傳送的電流和計(jì)數(shù)數(shù)值，提供給發(fā)光二極管75 當(dāng)振幅調(diào)節(jié)電流的功能完成后，正常電流設(shè)定緩存器即切換成該正常電流模式具體實(shí)施方式
配合下列附圖，說明本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及其連結(jié)關(guān)系。
請參閱圖4所示，其為本發(fā)明的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)的功能方塊圖，其包括電流源44，提供電流至發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管可為冷光板46；振幅調(diào)節(jié)緩存器41，可存儲使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值；電流設(shè)定緩存器42，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器41所定義的電流數(shù)值，輸出至電流源44；計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器43，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器41所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，以控制該電流設(shè)定緩存器42所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間；以及正常電流設(shè)定緩存器45，當(dāng)振幅調(diào)節(jié)電流的功能完成后，即切換成該正常電流模式。
請同時(shí)參閱圖5A、5B所示，其中在振幅調(diào)節(jié)緩存器(AmplitudeModulation)41的部份，為針對電流源(Current Source)44在開啟初期，提供一種可以讓使用者來定義的較大電流，同時(shí)可降低上升時(shí)間的效應(yīng)，而調(diào)變機(jī)制將提供電流設(shè)定緩存器(Current Setting Register)42與計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器(Timing Setting Register)43兩組緩存器，其中振幅調(diào)節(jié)緩存器(AmplitudeModulation Register)41所代表的為電流開啟(Current On)啟動后所使用的電流設(shè)定值51，此電流值比一般正常所使用的電流值大一些，計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器43提供該大電流所延續(xù)的時(shí)間，當(dāng)振幅調(diào)整工作完成后，又回到正常電流設(shè)定值52。如此經(jīng)過振幅調(diào)節(jié)的調(diào)整后，其發(fā)光二極管或冷光板46的整體灰階波形就更加完美，其改良的效果可由改良后的第一灰階曲線61與改良前第一灰階曲線62的對照比較后得知。
請參閱圖6所示，為根據(jù)圖4所公開的架構(gòu)的動作產(chǎn)生方法的流程圖，其包括有(71)將使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值存儲于振幅調(diào)節(jié)緩存器；(72)根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的電流數(shù)值，利用電流設(shè)定緩存器輸出至電流源；(73)根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，利用計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器以控制該電流設(shè)定緩存器所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間；(74)電流源接收振幅調(diào)節(jié)緩存器所傳送的電流和計(jì)數(shù)數(shù)值，提供給發(fā)光二極管；以及(75)當(dāng)振幅調(diào)節(jié)電流的功能完成后，正常電流設(shè)定緩存器即切換成該正常電流模式。
通過上述圖4至圖6的公開，即可了解本發(fā)明的主要目的在于利用使用者所定義振幅調(diào)節(jié)(Amplitude Modulation，AM)的脈沖寬度調(diào)節(jié)(Pulse WidthModulation，PWM)，來解決公知PWM技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流在初始階段時(shí)不太理想的問題。
綜上所述，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及各實(shí)施例都已經(jīng)詳細(xì)公開，而可充分顯示出本發(fā)明在目的及功效上均深富實(shí)施的進(jìn)步性，極具產(chǎn)業(yè)的利用價(jià)值，且為目前市面上前所未見的運(yùn)用。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限制本發(fā)明所實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其包括有電流源，提供電流至發(fā)光二極管；振幅調(diào)節(jié)緩存器，存儲使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值；電流設(shè)定緩存器，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的電流數(shù)值，輸出至電流源；以及計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，以控制該電流設(shè)定緩存器所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其中該提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)還包括有正常電流設(shè)定緩存器，當(dāng)振幅調(diào)節(jié)電流的功能完成后，即切換成該正常電流模式。
3.如權(quán)利要求1所述的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其中該發(fā)光二極管為冷光板。
4.如權(quán)利要求1所述的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)，其中該振幅調(diào)節(jié)緩存器的由使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值必須大于一般正常電流設(shè)定緩存器。
5.一種提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的方法，其包括下列步驟第一步、將使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值存儲于振幅調(diào)節(jié)緩存器；第二步、根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的電流數(shù)值，利用電流設(shè)定緩存器輸出至電流源；第三步、根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，利用計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器以控制該電流設(shè)定緩存器所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間；以及第四步、電流源接收振幅調(diào)節(jié)緩存器所傳送的電流和計(jì)數(shù)數(shù)值，提供給發(fā)光二極管。
6.如權(quán)利要求5所述的提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的方法，其中該提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的方法還包括有步驟第五步、當(dāng)振幅調(diào)節(jié)電流的功能完成后，正常電流設(shè)定緩存器即切換成該正常電流模式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提升發(fā)光二極管灰階顯示性能的架構(gòu)及方法，該架構(gòu)包括有電流源，提供電流至發(fā)光二極管；振幅調(diào)節(jié)緩存器，可存儲使用者所定義的供應(yīng)電流數(shù)值和計(jì)時(shí)數(shù)值；電流設(shè)定緩存器，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的電流數(shù)值，輸出至電流源；計(jì)時(shí)設(shè)定緩存器，根據(jù)振幅調(diào)節(jié)緩存器所定義的計(jì)時(shí)數(shù)值，以控制該電流設(shè)定緩存器所輸出電流數(shù)值的維持時(shí)間。本發(fā)明的主要目的在于解決公知PWM技術(shù)方法對發(fā)光二極管的控制電流在初始階段時(shí)不太理想的問題。
文檔編號G09G3/32GK101026912SQ2006100094
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者張士庭 申請人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司