專利名稱：用于對控制器進行自校準的方法及電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于從背部照亮電子顯示器及/或其它電子器件系統(tǒng)的發(fā)光二極管 (“LED”)串。更特定來說，本發(fā)明涉及用于基于例如電壓、電流、功率、溫度、光強度及波長 的參數而高效地控制LED及LED驅動器的電路及方法。
背景技術：
背光用于照射液晶顯示器(“LCD”)，具有背光的LCD用于蜂窩電話及個人數字助 理(“PDA”)的小顯示器中以及計算機監(jiān)視器及電視的大顯示器中。通常，用于背光的光源 包含一個或一個以上冷陰極熒光燈(“CCFL”)。用于背光的光源還可以是白熾燈泡、電致 發(fā)光面板(“ELP”)或者一個或一個以上熱陰極熒光燈(“HCFL”)。顯示器行業(yè)正滿腔熱情地追求使用LED來作為背光技術中的光源，因為CCFL具有 許多缺點其在冷溫度下不容易點燃、其需要充足的閑置時間來點燃且其需要細致處置。此 外，LED通常具有比其它背光源高的所產生光對所消耗功率的比。由于此，具有LED背光的 顯示器可消耗比其它顯示器少的功率。傳統(tǒng)上，LED背照已用于小的廉價IXD面板中。然 而，LED背照在大顯示器中正變得更普遍，例如用于計算機及電視的那些顯示器中。在大顯 示器中，需要多個LED來為LCD顯示器提供充足的背光。用于驅動大顯示器中的多個LED的電路通常與分布于多個串中的LED布置在一 起。圖1展示具有背照系統(tǒng)的實例性平板顯示器10，所述背照系統(tǒng)具有三個獨立的LED串 1、2及3。第一 LED串1包含跨越顯示器10離散分散且串聯(lián)連接的七個LED4、5、6、7、8、9 及11。第一串1由驅動電路或驅動器12控制。第二串2由驅動電路13控制且第三串3由 驅動電路14控制。LED串1、2及3的LED可通過導線、跡線或其它連接元件串聯(lián)連接。圖2展示具有背照系統(tǒng)的另一實例性平板顯示器20，所述背照系統(tǒng)具有獨立的 LED串21、22及23。在此實施例中，串21、22及23以垂直方式布置。三個串21、22及23 彼此平行。第一串21包含串聯(lián)連接的七個LED 24、25、26、27、28、四及31且由驅動電路或 驅動器32控制。第二串22由驅動電路33控制且第三串23由驅動電路34控制。所屬領 域的技術人員將了解，所述LED串還可以水平方式或以另一配置來布置。LED串中存在許多可經控制以優(yōu)化LED串及驅動器的效率及/或其它操作目標， 包含溫度、發(fā)光強度以及色彩、電流及電壓。舉例來說，電流是顯示器的重要特征，因為LED 中的電流控制LED的亮度或發(fā)光強度。LED的強度或光度是流動穿過所述LED的電流的函 數。圖3展示作為用于LED的正向電流的函數的發(fā)光強度的代表性曲線圖。隨著LED中的 電流的增加，由所述LED產生的光的強度增加。假若有所要的亮度，LED中的電流必須足夠高，但為高效地操作且避免過度功率耗散，電流不應太高。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及用于控制一個或一個以上LED或LED驅動器的電路及方法。所述電路 包括耦合到一個或一個以上檢測器的可編程分散式控制器，其中所述一個或一個以上檢測 器經配置以檢測一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可測量參數。所述控 制器經配置以從所述一個或一個以上檢測器接收與所述一個或一個以上可測量參數有關 的信息。所述控制器還經配置以調整一個或一個以上可控制參數直到一個或一個以上檢測 器指示所述LED或LED驅動器中的一者中的一個或一個以上可測量參數滿足參考條件為 止。所述控制器經配置以接著設定所述可控制參數中的一者或一者以上以在相對于所述可 控制參數的曾滿足所述參考條件的值的值下操作。本發(fā)明還包含一種用于控制一個或一個以上LED或LED驅動器的方法。所述方法 包括檢測所述一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可測量參數；從所述 一個或一個以上檢測器接收與所述一個或一個以上可測量參數有關的信息；調整所述一個 或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可控制參數直到所述一個或一個以上LED 或LED驅動器中的所述可測量參數滿足參考條件為止；及設定所述可控制參數以在相對于 所述可控制參數的曾滿足所述參考條件的值的值下操作，其中通過可編程分散式控制器來 執(zhí)行所述設定。


在結合附圖考慮以下詳細說明之后，本發(fā)明的以上及其它目標以及優(yōu)點將顯而易 見，所有附圖中相同的參考字符指代相同的部件，且其中圖1圖解說明實施LED串的實例性顯示器；圖2圖解說明實施LED串的另一實例性顯示器；圖3圖解說明展示LED中的電流與發(fā)光強度之間的關系的圖形；圖4圖解說明本發(fā)明的控制器的實施例的使用；圖5圖解說明本發(fā)明的控制器的實施例的使用；圖6圖解說明本發(fā)明的控制器的實施例的使用；且圖7圖解說明本發(fā)明的控制器的實施例的使用。
具體實施例方式本發(fā)明涉及用于控制一個或一個以上LED或LED驅動器的電路及方法。所述電路 包括耦合到一個或一個以上檢測器的可編程分散式控制器，其中所述一個或一個以上檢測 器經配置以檢測一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可測量參數。所述控 制器經配置以從所述一個或一個以上檢測器接收與所述一個或一個以上可測量參數有關 的信息。所述控制器還經配置以調整一個或一個以上可控制參數直到一個或一個以上檢測 器指示所述LED或LED驅動器中的一者中的一個或一個以上可測量參數滿足參考條件為 止。所述控制器經配置以接著設定所述可控制參數中的一者或一者以上以在相對于所述可 控制參數的曾滿足所述參考條件的值的值下操作。
本發(fā)明還包含一種用于控制一個或一個以上LED或LED驅動器的方法。所述方法 包括檢測所述一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可測量參數；從所述 一個或一個以上檢測器接收與所述一個或一個以上可測量參數有關的信息；調整所述一個 或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可控制參數直到所述一個或一個以上LED 或LED驅動器中的所述可測量參數滿足參考條件為止；及設定所述可控制參數以在相對于 所述可控制參數的曾滿足所述參考條件的值的值下操作，其中通過可編程分散式控制器來 執(zhí)行所述設定。 如本文中所使用，術語“相對于”意指相對于值B建立的值A表示A是值B的函數。 可以數學方式或者參考理論或經驗關系建立A與B之間的函數關系。如本文中所使用，耦 合意指直接地串聯(lián)連接或者通過導線、跡線或其它連接元件間接地串聯(lián)連接。耦合的元件 可從彼此接收信號。圖4圖解說明其中可使用本發(fā)明的用于控制負載43或負載驅動器44中的至少一 個參數的電路42的配置。負載43可以是LED串或陣列，且驅動器44可以是用于LED串或 陣列的驅動器。在圖4中，檢測器41耦合到負載43及/或驅動器44。檢測器43檢測負 載43及/或驅動器中的可測量參數，例如溫度、電壓、電流、發(fā)光強度或者發(fā)光波長分布或 色彩。美國專利申請案12/111，114(其全部揭示內容以引用的方式并入本文中)的三極管 區(qū)域檢測器是可與本發(fā)明的控制器42 —起使用的檢測器的實例。負載43耦合到提供用于 LED串43的驅動電壓的電源40。負載43還耦合到調節(jié)負載43的操作的驅動器44?？刂?器42耦合到電源40，使得控制器42可控制來自電源40的驅動電壓。如圖4中所展示，本 發(fā)明的可編程控制器42為分散式的。也就是說，控制器42并非為電源環(huán)路的控制環(huán)路的必 需部分，而是其可影響所述電源環(huán)路。在圖4的實例中，可起始電源40，且驅動器44可在沒 有來自可編程分散式控制器42的任何相互作用的情況下使負載43成經設定的操作條件。 因此，包括電源40、負載43及驅動器44的驅動器環(huán)路可獨立于控制器42而操作。然而，在 發(fā)生某一事件或某一間隔過去時，所述可編程分散式控制器可調整所述驅動器環(huán)路的操作 以校準及/或優(yōu)化驅動器環(huán)路的參數。在以下實例中，檢測器41為三極管區(qū)域檢測器。然而，此僅為實例性且并非限制 性。在其中檢測器41為耦合到LED驅動器44的三極管區(qū)域檢測器的情況下，控制器42經 配置以控制驅動器44及/或電源40以使驅動電壓降低，直到三極管區(qū)域檢測器41設定三 極管區(qū)域旗標為止?？刂破?2接著致使電源40及/或驅動器44在比曾設定三極管旗標 的驅動電壓高某一可編程電平的驅動電壓下操作?？刂破?2致使電源40及/或驅動器44 將所述驅動電壓設定為足夠高以避免三極管區(qū)域中的操作，借此優(yōu)化電路中的功率耗散并 改進電路效率。在以上實例中，控制器42致使電源40及/或驅動器44使驅動電壓降低。然而， 控制器42還可致使電源40及/或驅動器44根據控制器42的所要應用而使驅動電壓升 高。此外，控制器42可取決于所述應用而控制例如電流、功率或電阻等某一其它可控制參 數。此外，除了控制器42致使所述驅動電壓升高或降低以外，控制器42也可等待直到所述 驅動電壓或其它可控制參數增加或減小到滿足參考條件為止。此外，在以上實例中，控制器 42致使電源40及/或驅動器44將所述驅動電壓設定為足夠高以避免三極管區(qū)域中的操 作。取決于控制器42的應用，控制器42可致使電源40及/或驅動器44將所述驅動電壓設定在相對于滿足參考條件(如由檢測器41檢測)的驅動電壓的任一點處。所述參考條 件可以是與所檢測參數的常數偏移，使得當所檢測參數與針對所檢測參數的某一參考之差 在正常數或負常數內時滿足所述參考條件。所述參考條件可以是所檢測參數與參考參數的 函數。所述參考條件還可以是例如電壓、波長及強度的組合等多個所測量參數的函數。如圖5中所展示，在一個實施例中，控制器52可包括數/模轉換器(“DAC”)及狀 態(tài)機。本發(fā)明的可編程控制器可為可編程的且可在模擬、數字或這些裝置的某一組合中及 在硬件、軟件、固件或這些媒體的某一組合中實施。如圖6中所展示，可編程分散式控制器66可耦合到一個或一個以上檢測器63、64、 65，所述檢測器耦合到一個或一個以上負載與驅動器60、61、62。在此實施例中，電源67耦 合到一個或一個以上負載與驅動器6061、62?？刂破?6如上文所論述的那樣操作，從而致 使電源67及/或驅動器60、61、62調整可控制參數，直到檢測器63、64、65中的至少一者檢 測到在所述檢測器耦合到的負載及/或驅動器60、61、62中滿足參考條件為止。控制器66 可致使電源67及/或驅動器60、61、62以相對于所述可控制參數的曾滿足負載或驅動器 60,61,62中的至少一者中的參考條件的值的可控制參數的設定來操作?？刂破?6用來致 使電源67及/或驅動器60、61、62設定可控制參數的觸發(fā)事件可為檢測到在負載或驅動器 60,61,62中的一者中滿足參考條件，或者所述觸發(fā)事件可以是在負載或驅動器60、61、62 中的一者以上中正滿足參考條件的某一組合?？刂破?6可包含從滿足負載或驅動器60、 61、62中的一者或一者以上中的參考條件的時間到設定可控制參數的時間的延遲。如圖7中所展示，本發(fā)明的控制器706可結合一個或一個以上其它控制器709使 用。在圖7的實例中，集成電路芯片710包括控制器706及檢測器703、704。集成電路芯 片710還可包括控制器709、檢測器705及驅動器702。第二集成電路芯片711包括控制 器709及檢測器705。檢測器703、704、705分別耦合到負載與驅動器700、701、702。負載 與驅動器700、701、702耦合到電源707。控制器706、709可耦合到用于芯片間通信的系統(tǒng) (“SIC”)708，例如全部揭示內容以引用的方式并入本文中的美國專利申請案12/046，280 中所揭示的系統(tǒng)。當檢測器703、704、705檢測到在相應負載及/或驅動器700、701、702中 的一者中或在相應負載與驅動器700、701、702的某一組合中滿足參考條件時，控制器706、 709中的至少一者致使電源707設定負載與驅動器700、701、702中的可控制參數。所述控制器可以某一規(guī)律或可調整間隔設定可控制參數或者在某些事件之后 (例如在初始啟動時)或在某一系統(tǒng)參數改變之后即刻設定可控制參數。所述控制器可相 對于一個或一個以上負載及/或驅動器中的至少一者中的第二可測量參數的改變而起始 所述可控制參數的調整。所述第二可測量參數可與檢測器檢測到的可測量參數相同，或者 其可為不同的可測量參數。所述控制器可集成于具有LED的液晶顯示器中。所屬領域的技術人員將了解，以上本發(fā)明的技術、結構及方法為實例性。本發(fā)明可 以各種實施例來實施，此并不背離本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于控制一個或一個以上LED或LED驅動器的電路，其包括可編程分散式控制器，其耦合到一個或一個以上檢測器，其中所述一個或一個以上檢 測器經配置以檢測一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可測量參數； 所述控制器經配置以從所述一個或一個以上檢測器接收與所述一個或一個以上可測量參數有關的信息；所述控制器經配置以調整一個或一個以上可控制參數直到一個或一個以上檢測器指 示所述LED或LED驅動器中的一者中的一個或一個以上可測量參數滿足參考條件為止；且 所述控制器經配置以設定所述可控制參數中的一者或一者以上以在相對于所述可控 制參數的曾滿足所述參考條件的值的值下操作。
2.根據權利要求1所述的電路，其中所述一個或一個以上檢測器檢測所述LED或LED 驅動器中的至少一者的周圍溫度。
3.根據權利要求1所述的電路，其中所述一個或一個以上檢測器檢測所述LED或LED 驅動器中的至少一者中的電流。
4.根據權利要求1所述的電路，其中所述一個或一個以上檢測器檢測所述LED或LED 驅動器中的至少一者中的電壓。
5.根據權利要求1所述的電路，其中所述一個或一個以上檢測器檢測所述LED中的至 少一者的發(fā)光強度。
6.根據權利要求1所述的電路，其中所述一個或一個以上檢測器檢測由所述LED中的 至少一者發(fā)射的光的波長。
7.根據權利要求1所述的電路，其中所述控制器相對于所述一個或一個以上LED或 LED驅動器中的至少一者的啟動而起始所述可控制參數的所述調整。
8.根據權利要求1所述的電路，其中所述控制器相對于所述一個或一個以上LED或 LED驅動器中的至少一者中的第二可測量參數的改變而起始所述可控制參數的所述調整。
9.根據權利要求1所述的電路，其中所述控制器以固定或可變時間間隔起始所述可控 制參數的所述調整。
10.根據權利要求1所述的電路，其中所述控制器包括DAC及狀態(tài)機。
11.一種包括根據權利要求1所述的電路的液晶顯示器。
12.一種用于控制一個或一個以上LED或LED驅動器的方法，其包括 檢測所述一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可測量參數； 從所述一個或一個以上檢測器接收與所述一個或一個以上可測量參數有關的信息； 調整所述一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可控制參數直到所述一個或一個以上LED或LED驅動器中的所述可測量參數滿足參考條件為止；及設定所述可控制參數以在相對于所述可控制參數的曾滿足所述參考條件的值的值下 操作，其中通過可編程分散式控制器來執(zhí)行所述設定。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述參考條件是基于所述LED或LED驅動器中 的至少一者的周圍溫度。
14.根據權利要求12所述的方法，其中所述參考條件是基于所述LED或LED驅動器中 的至少一者中的電流。
15.根據權利要求12所述的方法，其中所述參考條件是基于所述LED或LED驅動器中的至少一者中的電壓。
16.根據權利要求12所述的方法，其中所述參考條件是基于所述LED中的至少一者的 發(fā)光強度。
17.根據權利要求12所述的方法，其中所述參考條件是基于由所述LED中的至少一者 發(fā)射的光的波長。
18.根據權利要求12所述的方法，其中相對于所述LED或LED驅動器中的至少一者的 啟動而起始所述可控制參數的所述調整。
19.根據權利要求12所述的方法，其中相對于所述LED或LED驅動器中的至少一者中 的參數的改變而起始所述可控制參數的所述調整。
20.根據權利要求12所述的方法，其中相對于固定或可變時間間隔而起始所述可控制 參數的所述調整。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制一個或一個以上LED或LED驅動器的電路及方法。所述電路包括耦合到一個或一個以上檢測器的可編程分散式控制器，其中所述一個或一個以上檢測器經配置以檢測一個或一個以上LED或LED驅動器的一個或一個以上可測量參數。所述控制器經配置以從所述一個或一個以上檢測器接收與所述一個或一個以上可測量參數有關的信息。所述控制器還經配置以調整一個或一個以上可控制參數直到一個或一個以上檢測器指示所述LED或LED驅動器中的一者中的一個或一個以上可測量參數滿足參考條件為止。所述控制器經配置以接著設定所述可控制參數中的一者或一者以上以在相對于所述可控制參數的曾滿足所述參考條件的值的值下操作。
文檔編號G01J1/32GK102077065SQ200980124407
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權日2008年6月24日
發(fā)明者亨德里克·桑托, 圖沙爾·達亞古德 申請人:愛特梅爾公司