TW200818559A

TW200818559A - Light emitting device and control method thereof

Info

Publication number: TW200818559A
Application number: TW096135248A
Authority: TW
Inventors: Wen-Jyh Sah
Original assignee: Gigno Technology Co Ltd
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-04-16
Also published as: TWI343135B; JP2008091340A; JP4740918B2; US20080079367A1

Description

200818559 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種發光裝置及其控制方法，特別關於一種具有自回授（self-feedback)功能之發光裝置及其控制方法。【先前技術】於液晶顯示裝置（LCD apparatus)中，一般是使用陰極螢光燈作為一背光模組的發光單元。然而，因為陰極螢光燈對於色彩的表現較不如發光二極體（light emitting diode，LED)，因此，在發光二極體之技摘1逐漸成熟的前提下，目前已有業者將發光二極體作為液晶顯示裝置之背光模組之光源使用。液晶顯示裝置例如液晶電視，其背光模組所需的發光二極體數量通常需要數十至數百顆，而為了使其能夠呈現真實的色彩或較佳的顯示晝面，因此控制發光二極體的平均亮度即成為相當重要的技術之一。請參照圖1A所示，習知的背光模組係具有複數個發光二極體11、一光感測器12及一控制器13。光感測器12 係於各發光二極體11發光時接收其所產生的光線，並據以產生一回授信號至控制器13，再由控制器13依據回授信號來調整相對應之發光二極體11的亮度。近來又有業者提出另一種習知的背光模組，於該習知的背光模組中，其係將複數個發光二極體11區分為多數 5 200818559 個區域，請參照圖1B所示，例如，其係將複數個發光二極體11區分為12個區域，每一區域例如係由四個發光二極體11搭配一個光感測器12，以分區調整發光二極體的亮度。然而，由於發光二極體11係被區分為12個區域，因此用以調整發光二極體11之亮度的控制器（未示於圖）需要具有12個通道，以分別控制12個區域之發光二極體 11的亮度。而當背光模組的發光二極體數量越多而被區分為更多區域時，控制器所需的通道數量即會隨之增加，如此一來將增加控制器的成本。承上所述，不論上述的何種方法，皆必須藉由光感測器來檢測發光二極體的發光強度，並在回授後據以調整發光二極體的功率，而為達到習知之目的均需要花費非常高的成本，因此，如何使發光單元的亮度能夠受到完善的控制，並且能夠降低成本的支出，實屬當前重要課題之一。【發明内容】有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠準確地控制發光單元之亮度，且能夠降低成本之一種發光裝置及其控制方法。緣是，為達上述目的，依據本發明之一種發光裝置係包括至少一發光單元、一第一開關單元、一儲能單元以及一光感測控制單元。第一開關單元係與發光單元電性連接；儲能單元係與第一開關單元電性連接，並儲存一電能量；光感測控制單元係與儲能單元電性連接，並感測發光 6 200818559 單元之一發光能量，並依據發光能量而調節電能量之大小，而第一開關單元係依據電能量大小以控制發光單元。另外，為達上述目的，依據本發明之一種發光裝置係包含至少一發光單元以及一積體電路。積體電路係具有一第一開關單元、一儲能單元以及一光感測控制單元。第一開關單元係與發光單元電性連接；儲能單元係與第一開關單元電性連接，並儲存一電能量；光感測控制單元係與儲能單元電性連接，並感測發光單元之一發光能量，並依據發光能量調節電能量之大小，而第一開關單元係依據電能量大小以控制發光單元。再者，為達上述目的，依據本發明之一種發光裝置的控制方法，其中發光装置係具有至少一發光單元、一第一開關單元、一儲能單元以及一光感測控制單元，該第一開關單元係與該發光單元電性連接，該儲能單元係與該第一開關單元電性連接，該光感測控制單元係與該儲能單元電性連接，控制方法係包含以下步驟：儲存一電能量於儲能單元中；依據電能量導通第一開關單元，以使發光單元發光；由光感測控制單元感測發光單元之發光能量，並調節儲能單元所儲存之電能量；以及依據電能量關閉第一開關單元，以終止發光單元發光。承上所述，因依據本發明之一種發光裝置及其控制方法係利用光感測控制單元在接受到點亮後之發光單元的光線後，即會產生漏電流的特性，來消耗或調節儲存於儲能單元中的電能量，並在電能量消耗完後即使得發光單元 7 200818559 關閉，藉此即能夠由儲能單元所儲存之電能量決定發光單元的發光時間，以控制發光單元的亮度。另外，藉由積體電路的模組化即能夠有效地減少元件數量，以降低成本。又，可利用光感測控制單元中一光感測元件在接受到發光單元的光照後，即會產生光電流的特性，來調節儲能單元中的電能量。另外，再利用另一不受光照的背景參考值元件，來產生背景暗電流參考值，並依據光電流與背景暗電流參考值之差值來調節儲能單元中的電能量，如此可補償背景暗電流所造成之影響。另一種補償方式為，在一臨界電壓產生回路中，根據一背景值參考元件調整臨界電壓，以在比較器之比較運算時，抵銷背景暗電流所造成之影響。藉此比較器即能決定發光單元的發光時間，以控制發光單元的累積發光能量，亦即，在累積發光能量到達預設值時，經由第一開關單元控制發光單元結束發光。【實施方式】以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之一種發光裝置及其控制方法。第一實施例請參照圖2所示，依據本發明第一實施例之發光裝置 2係包含至少一發光單元21、一第一開關單元22、一儲能單元23以及一光感測控制單元24 。發光單元21係可包含一冷陰極螢光燈、一熱陰極螢光燈或一發光二極體。於本實施例中，發光單元21係以 8 200818559 發光二極體為例。另外，發光二極體可以是白色發光二極體、紅色發光二極體、綠色發光二極體或藍色發光二極體。第一開關單元22係與發光單元21電性連接。其中，第一開關單元22係可包括一雙載子電晶體（BJT)或一場效電晶體（FET)。於本實施例中，第一開關單元22係以 MOS場效電晶體為例。儲能單元23係與第一開關單元22電性連接，並儲存一電能量。於本實施例中，儲能單元23 例如為一電荷儲存單元，且電荷儲存單元包含一電容器，而電能量則係以電壓形式儲存於電容器中。當然，依據不同儲能單元的特性，電能量可以不同的型式（例如電流）儲存於儲能單元中。光感測控制單元24係與儲能單元23電性連接，並感測發光單元21之一發光能量，並依據發光能量來調節電能量大小，而第一開關單元22係依據儲能單元23所儲存之電能量大小進行開（turn on)、關（turn off)的動作，以控制發光單元21發光與否。在此所謂的開、關動作是指開關單元依據電能量較大的幅度轉變所做的動作。於本實施例中，光感測控制單元24係可包含一感光二極體 (photo diode)，其係與儲能單元23並聯連接，當然光感測控制單元24亦可包含一控制迴路，並將其與感光二極體電性連接，以做額外的控制。需注意者，於此所述之電性連接係可為直接電性連接或間接電性連接，而所謂的間接電性連接係指二元件之間 9 200818559 藉由另一元件使其相互電性連接之意。另外，若發光二極體係為具有顏色之發光二極體，為了能夠針對特定波長範圍作感光，則光感測控制單元24 還可包含一彩色濾光片。彩色濾光片對應於發光二極體的發光波長，其可以是紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片或白色濾光片，甚至也可以是紅外線濾光片。承上所述，於本實施例中，不論發光裝置2係具有單一發光單元21或複數個發光單元21，發光裝置2皆能夠維持其總發光能量能夠一致。以下係以圖2所示之電路來進一步說明本發明之發光裝置2。Q表示電容器所儲存的電荷量（charge)，亦即儲能單元23所儲存的電荷量；C 表示電容器之電容量（capacitance )，亦即儲能單元23之電容量；V表示電容器之跨壓，亦即儲能單元23之跨壓； t表示電容放電時間；α表示已知係數；I表示流經光感測控制單元24之電流；L表示發光單元21之發光功率；Ε 表示發光單元之總發光能量，而其總發光能量之方程式推導如下· Q = I^t = C^V (1) ον t = I (2) I = a# L (3) n r C*F E — L^t - (4) 由式（1)至（4)可得知，由於流經光感測控制單元24之 200818559 電流與發光單元21之發光功率呈正比關係，而電容器之電容值係為一固定值，故發光單元21之總發光能量即可由電容器之跨壓（即輸入電容器之電壓）所決定，也因此能夠免除必需藉由控制發光單元21的發光功率來維持其發光能量。換言之，當發光單元21之發光功率比較大時，則光感測控制單元24將會使電容器所儲存之電能量比較快速消耗，反之，當發光單元21之發光功率比較小時，則光感測控制單元24將會使電容器所儲存之電能量比較慢消耗，進而達到在不同的發光功率下，仍可以維持發光單元21之總發光能量一致的效果。在此，要特別說明的是，於本實施例中係藉由光感測控制單元24感測發光單元21之發光能量，並據以消耗電容器之電能量，反之，亦可藉由光感測控制單元24感測發光單元21之發光能量，並據以增加電容器之電能量，此時上述的t則是代表充電時間。進而言之，即是可藉由光感測控制單元24感測發光單元21之發光能量，據以調節電容器之電能量大小。請參照圖3A所示，發光裝置2更可包括一第二開關單元25、一電源供應單元26以及一限流單元27。其中，第二開關單元25係與儲能單元24電性連接，並藉由控制第二開關單元25，以將電能量輸入至儲能單元24中；電源供應單元26係與發光單元21電性連接，並提供一電源至發光單元21 ;限流單元27係分別與電源供應單元26以及發光單元21電性連接，以限制驅動發光單元21發光之 11 200818559 電源強度，避免過大的電源強度損壞發光單元2i。於本實施例中，第二開關單元25係可與第一開關單元U相同係包括雙載子電晶體或場效電晶體；電源供應單元％例如為-電壓源或-電流源，其係提供—直流電源至發光單元 21 ;限流單元27係為一電阻器。另外，於本實施例中，第一開關單元22、儲能單元 23、光感測控制單元24以及第二開關單元乃之至少其中之一係可汉置於一積體電路（integratedCircuit)ici中（如圖3A所示）。而更進一步，第一開關單元22、儲能單元 23、光感測控制單元24、第二開關單元乃以及限流單元 27之至少其中之二亦可設置於一積體電路中（如圖 3B所示），更甚者，發光單元21亦可設置於積體電路π 或IC2中。再者，於本實施例中，發光裝置2係可為一封裝體 (package) P1，而發光單元21與積體電路ια或積體電路1C2則係設置於封裝體P1中（如圖3C所示）。由於封裝技術眾多，且多為封裝技術領域之技術者所熟悉，故於此並不加以限定封裝體P1的封裝方式。值得注意的是，毛光装置2除了可為早一的封裝體之外，亦可以為一背光模組、一般照明裝置、一發光二極體顯示器或其他領域之發光裝置，於此並不加以限制。上述中，δ又置於積體電路或封裝體中的組合態樣並不以此為限，其係依據實際設計蛴需而可自由選用。當然，若在一個積體電路或封裝體中設置複數組第一開關單元 12 200818559 22、儲能單元23、光感測控制單元24、第二開關單元25、限流單元27或控制迴路，亦是能夠達成的。利用積體電路或封裝體，除可使發光裝置2模組化之外，亦能夠使光感測控制單元24更精確地接受到發光單元21所產生的光線，而可減少外在環境光的干擾。請再參照圖3B所示，當第二開關單元25導通時，則發光裝置2係將電能量（電壓）經由第二開關單元25而輸入至儲能單元23。而當儲能單元23所儲存之電能量足以導通第一開關單元22時，在第一開關單元22導通時則發光單元21同時被點亮，於此同時，光感測控制單元24 接受發光單元21所產生的光線照射而開始漏電並消耗儲能單元23所儲存之電能量。於本實施例中，光感測控制單元24係以定電流放電來消耗電能量，其放電速率係與發光單元21之亮度約呈正比關係。另外，當發光單元21 之發光能量越強，則光感測控制單元24消耗電能量的速率也越快。而當電能量被消耗完後（即電壓小於第一開關單元22之導通臨界電壓值），第一開關單元22隨即關閉，而發光單元21亦隨之關閉而終止發光。請參照圖4所示，簡而言之，即是發光單元21之導通（發光）時間T0N係隨著儲能單元23所儲存之電能量大小Εγ而改變，而 F 2 2 因此控制儲能單元23所儲存之電能量大小Ev，即能 13 200818559 夠控制發光單元21之平均亮度。例如增加儲能單量(例如提高電壓值)，則光感測控制單元24 =間則相對的增加，因此發光單元21的發光時間串顧：吮明及圖式係以第—開關單元22與發光單元21 串聯的方式說明，_，在實際的設計考量下，如圖5所 ^第1關單元22與發光單元21村以並聯的方式連接，仍然能夠達到藉由光感測控制單元24感測發光單元發光能量’以調節電容器之電能量大小，進而控制發光單元21的功效。又口另外，請參照圖6所示，於本實施例中，發光單元21 ^可包含二組以並聯方式電性連接的發光二極體，而限流單疋27則包含三個與三組發光二極體相對應電性連接之電阻哭 —p 其中二組發光二極體係可分別為紅色發光二極體、、亲色發光二極體及藍色發光二極體或其他顏色之發光一1極體。如再者，於本實施例中，發光裝置2更可包括一開關控 /單元 28、一列驅動迴路（r〇w driving circuit) DG 及一行驅動趣路（column driving circuit) DS。 -開關控制單元28係分別與第一開關單元22及儲能單 23電性連接，並依據儲能單元23所儲存之電能量產生、&制信號以控制第一開關單元22進行開、關動作。當 ^開關控制單元28亦可設置於積體電路ici或IC2中。列驅動迴路DG係與第二開關單元25電性連接，以控 14 200818559 制第二開關單元25之開、關動作，而行驅動迴路DS亦係與第二開關單元25電性連接，以在第二開關單元25處於導通狀態時，將電能量經由第二開關單元25輸入至儲能單元23。於本實施例中，由於第二開關單元25係可為一 MOS場效電晶體，因此列驅動迴路DG係可為一閘極驅動迴路，並與第二開關單元25之閘極電性連接；而行驅動迴路DS係可為一源極驅動迴路，並與第二開關單元25之源極電性連接。請參照圖6及圖7A所示，於本實施例中，當發光裝置2中具有複數組發光單元21時，則行驅動迴路DS及列驅動迴路DG係能夠以行、列設置方式而與第二開關單元 25電性連接，並分別控制之，進而控制發光單元21。例如當發光裝置2將光源區分為12個區域而進行控制時，意即發光裝置2具有12組發光單元21時，即能夠以3組列驅動迴路DG以及四組行驅動迴路DS來控制12個區域的第二開關單元25並進而控制發光單元21，因此其所需的控制晶片僅需要7個通道即能夠控制12個區域的發光單元21。另外，此架構之電源供應單元26係可共用。就整體觀之，如圖7B所示，其係由封裝體P1、列驅動迴路DG以及行驅動迴路DS配合應用，而積體電路IC1 及發光單元21則係設置於封裝體P1中。第二實施例請參照圖8所示，以說明本發明第二實施例之發光裝置3，其係包括一發光單元31、一第一開關單元32、一儲 15 200818559 能單元3 3、

、第二開關路DG以及行驅動迴路DS之架構及功能相同，故於此不再加以贅述。第二開關單元35、開關控制單元38，、列驅動迴路DG，以及行驅動迴 (列之储戚早元23、光感測控制、開關控制單元28、列驅動迴值得一提的是，發光單元31、第一開關單元32、儲能單元33、光感測控制單元34、第二開關單元35、開關控制單元38之至少其中之二係可設置於一積體電路中（圖未顯示）。與第一實施例不同的是，於第二實施例中，發光單元 31係包含由至少二發光二極體所形成之二極體環（diode Hng )’電源供應單元3 6係提供一交流電源以於父流電源之正半週與負半週之期間内分別驅動發光二極體；而限流單元37係為一電容器，其不會消耗電路中之實功率，因此能夠減少電路中功率的損耗，而達到提升效率之功效。當然，於不同的電路架構中，限流單元37亦可以係為〜電感器。另外，請參照圖9所示，本發明第二實施例之發光裴置3的另一態樣，其中電流供應單元36亦係產生交流電源’發光單元31，係包含一發光二極體或包含複數個以串 16 200818559 聯電性連接之發光二極體，而一整流單元39係分別與限流單元37及發光單元31’電性連接。於本實施例中，整流單元39係為一全橋式整流迴路，其係可將交流電源轉換為直流電源之後再輸入至發光單元3Γ。如此一來，限流單元37仍係可為電容器，因而不會消耗電路中之實功率以減少功率的損耗，而達到提升效率之功效。第三實施例請參照圖11A所示，本發明第三實施例之發光裝置4 與前述實施例的差異在於：開關控制單元48係包含一比較器，而光感測控制單元44係包含一光感測回路441。光感測回路441感測發光單元41之發光能量，光感測控制單元44並調節電能量及其所對應之一電壓V1。然而無光照時，光感測回路441亦會因感測環境溫度而產生背景暗電流，並消耗電能量及其所對應之電壓VI。藉此，開關控制單元48會比較電壓VI及一臨界電壓V2，並依據比較之結果，經由第一開關單元42控制發光單元41。另外，本實施例中，臨界電壓V2係由一臨界電壓產生回路C1提供。其中，光感測回路441包含一光感測元件441 a，臨界電壓產生回路C1則包含一背景參考值元件 Cla。光感測元件441 a包含一感光二極體或一光敏電阻，背景參考值元件Cla亦包含一感光二極體或一光敏電阻。於本實施例中，光感測元件441 a及背景參考值元件Cla 皆以一感光二極體為例作說明。其中，光感測元件441 a 17 200818559 及背景參考值元件Cla係為相同形式的元件，但背景參考值元件Cla被遮蔽不受光照，即其與發光單元41的發光月匕里無作用。另外，於本實施例中，發光裝置4更包含一遮光單元B，其用以遮蔽背景參考值元件。遮光單元 B的材質例如為金屬、多晶矽或遮光油墨，並可利用一半導體製程形成。第二開關單元45係包含BJT、金氧半場效電晶體 (MOSFET)及/或反向器，於本實施例中係以二m〇sfet 45並輿儲能罝齐μ Ώ、T> a丄丨_

依據暗電流產生6¾界電髮。 451、452搭配一反向器453為例作說明，第二開關單元藉此’開關控制單元48可將光感測回路Ml所產生的電壓vi與界電壓產生回路C1產生的臨界電壓V2相比較’即可抵消暗電流之影響。再藉由開關控制單元48控

11只所示，於本實施例中，光感測回路 18 200818559 441更可包含一電阻器441b，臨界電壓產生回路ci亦更包含一電阻器Clb，藉由二電阻器441b、cib分別與光感測回路441及臨界電壓產生回路ci之二感光二極體串聯，可使光感測回路441與臨界電壓產生回路ci具有分壓器的功能。另外，請參照圖12A所示，於本實施例中，第一開關單元42係具有一開關元件421及一準位移動回路422，準位移動回路422包含電阻器、BJT及/或MOSFET，並與開關元件421電性連接。準位移動回路422可用來提升輸入開關元件421的電壓準位，並可濾除輸入訊號中的雜訊，以使開關單元42的反應更為靈敏。另外，請參照圖12B 所示為準位移動回路422的一種設計方式，準位移動回路 422可藉由一電阻器422a及一 MOSFET 422b串聯構成。最後，需注意者，準位移動回路422的設計方式係不以本實施例為限，端以能使其具有必要功能為優先考量。篇四實施例請參照圖13A所示，本發明第四實施例之發光裝置5 與第三實施例的差異在於：臨界電壓V2為一預設之臨界電壓值，而光感測控制單元54中更具有一背景參考值產生回路542，其並產生一背景參考值訊號，且光感測控制單元54更依據背景參考值訊號以補償所受光感測元件之背景暗電流之影響。其中，背景參考值產生回路542包含一背景參考值元件542a，而背景參考值元件542a係與第三實施例中之背景參考值元件Cla相同，因此，於此不再 19 200818559 贅述。因此，藉由光感測回路541之光感測元件541a及背景參考值元件542a形成之分壓器所產生的電壓VI與臨界電壓V2做比較，藉此亦可將環境溫度所產生的背景暗電流之影響抵消。另外，請參照圖13B所示，背景參考值元件542a亦可先與一電流鏡Ml電性連接，將暗電流複製輸出。請參照圖13C所示，為控制背景參考值元件542a之偏壓，於本實施例中，電流鏡Ml亦可再與一運算放大器01做連接。需注意者，電流鏡Ml的設計方式係不以本實施例為限，端以能提高整體電路效能為優先考量。又，請參照圖14所示，本發明第四實施例之發光裝置5的又一態樣，其中光感測控制單元54之背景參考值產生回路542更包含一電流減法器542b，其並與光感測元件541a及背景參考值元件542a電性連接，藉此亦可將背景暗電流抵消。接著，請參照圖15A至圖15C所示，電流減法器542b 係可利用一電流鏡M2搭配一運算放大器02做不同的設計，而I!與12分別表示流經光感測元件541a及背景參考值元件542a中之感光二極體的電流。其中，需注意者，電流減法器542b的設計方式係不以本實施例為限，依不同的要求則可有不同的設計方式，端以能提高整體電路效能為優先考量。請參照圖10所示，本發明較佳實施例之發光裝置的 20 200818559 控制方法係包含以下步驟：步驟SOI係儲存一電能量於儲存單元中；步驟S02係依據電能量導通第一開關單元，以使發光單元發光；步驟S03係由光感測控制單元感測發光單元之發光能量，並調節儲能單元所儲存之電能量；以及步驟S04係依據電能量關閉第一發光單元，以終止發光單元發光。由於詳細之控制方法已於上述實施例中一併說明，故於此不再多加贅述。綜上所述，因依據本發明之一種發光裝置及其控制方法係利用光感測控制單元在接受到點亮後之發光單元的光線後，即會產生漏電流的特性，來消耗或調節儲存於儲能單元中的電能量，並在電能量消耗完後立即使發光單元關閉，藉此即能夠由儲能單元所儲存之電能量決定發光單元的發光時間，以控制發光單元的總發光能量。另外，藉由行、列的控制方式，即可減少控制晶片所需的通道數，因此亦可減少發光裝置的成本。再者，搭配交流電源以及限流元件的選用，亦可有效地降低實功率的消耗。又，可利用光感測控制單元中一光感測元件在接受到發光單元 - 的光照後，即會產生光電流的特性，來調節儲能單元中的 . 電能量。另外，再利用另一不受光照的背景參考值元件，來產生背景暗電流參考值，並依據光電流與背景暗電流參考值之差值來調節儲能單元中的電能量，如此可補償背景暗電流所造成之影響。另一種補償方式為，在一臨界電壓產生回路中，根據一背景值參考元件調整臨界電壓，以在比較器之比較運算時，抵銷背景暗電流所造成之影響。藉 21 200818559 此比較器即能決定發光單元的發光時間，以控制發光單元的累積發光能量，亦即，在累積發光能量到達預設值時，經由第一開關單元控制發光單元結束發光。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。【圖式簡單說明】圖1A為顯示習知調整發光二極體亮度之一架構示意礴圖，圖1B為顯示習知發光裝置之一部分示意圖；圖2為顯示依據本發明第一實施例之一種發光裝置的一方塊示意圖；圖3A與圖3B為顯示依據本發明第一實施例之發光裝置的部分組件設置於一積體電路之方塊示意圖；圖3C與為顯示依據本發明第一實施例之發光裝置的積體電路與發光單元設置於一封裝體之方塊示意圖；圖4為顯示依據本發明第一實施例之發光裝置中儲能單元所儲存之電能量與發光單元之發光時間的一關係圖；圖5為顯示依據本發明第一實施例之發光裝置中發光單元與第一開關單元以並聯方式連接之態樣；圖6為顯示依據本發明第一實施例之發光裝置的另一方塊不意圖，圖7A與圖7B為顯示依據本發明第一實施例之發光裝 22 200818559 置執行分區控制之示意圖；圖8為顯示依據本發明第二實施例之一種發光裝置之一不意圖，圖9為顯示依據本發明第二實施例之一種發光裝置之另一示意圖；圖10為顯示依據本發明較佳實施例之一種發光裝置的控制方法之一流程圖；圖11A為本發明第三實施例之發光裝置示意圖；圖11B為本發明第三實施例之發光裝置的一變化態樣示意圖；圖12A為本發明第三實施例之發光裝置的另一變化態樣示意圖；圖12B為本發明第三實施例之發光裝置的又一變化態樣不意圖，圖13A為本發明第四實施例之發光裝置示意圖；圖13B及圖13C為本發明第四實施例之發光裝置另一態樣示意圖； - 圖14為本發明第四實施例之發光裝置又一態樣示意圖；以及圖15A至圖15C為圖14中之減法器的不同態樣示意圖。【主要元件符號說明】 11 :發光二極體 12 :光感測器 23 200818559 13 ··控制器 2、3、4、5 :發光裝置 21、 31、31，、41、51 :發光單元 22、 32、42、52 :第一開關單元 23、 33、43 :儲能單元 24、 34、44、54 :光感測控制單元 25、 35、45 :第二開關單26、36、46 :電源供應單元 27、37 :限流單元 39 :整流單元 422 :準位移動回路元 28、38、48 :開關控制單元 421 :開關元件 422a、441b、Clb :電阻器 422b、451、452 : MOSFET 441、541 :光感測回路 441a、541a :光感測元件 453 :反向器 542:背景參考值產生回路542a、Cla :背景參考值 542b :電流減法器 C1 :臨界電壓產生回路 DS、DS’ ：行驅動迴路 Ιι、I2 :電流 Ml、M2 :電流鏡 P1 :封裝體 VI :電壓元件 B :遮光單元 DG、DGf :列驅動迴路 Ev :電能量大小 IC1、IC2 :積體電路〇1、02 :運算放大器 Τ〇Ν :導通時間 V2 :臨界電壓 S01-S04 :發光裝置的控制方法步驟 24

Claims

200818559 十、申請專利範圍： 1、一種發光裝置，包含·· 至少一發光單元； …：:元，係與該發光單元電性連接；儲存-繼_早權連接，並至夕光感測控制單元，係I該彳諸# n 一 $ 並❹财u“早兀電性連接，旦嶋早…發光能量，並依據該發光能里凋節该電能量大小，而該第一曰丄τ 弟開關早兀係依據該電月bi大小以控制該發光單元。其中該儲能如申請專利範圍第1項所述之發光裝置單元係為一電荷儲存單元。如申請專職圍第2韻述之發域置，其巾該電荷儲存單元係包含一電容器。 ° 4、如申請專利範圍第丨項所述之發光裝置，更包含：一開關控制單元，其係分別與該儲能單元及該第一開關單元電性連接，並依據該電能量而產生一控制信號以控制該第一開關單元。如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中該開關控制單元係包含一比較器。 25 200818559 6、如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中該發光單元、該儲能單元、該光感測控制單元、該第一開關單元及該開關控制單元之至少其中之二係設置於一積體電路中。 7、如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該光感測控制單元係调即該電能量及其所對應之一電壓，該比較器係比較該電壓與一臨界電壓，並依據比較之結果，經由該第一開關單元控制該發光單元。 8如申睛專利範圍第7項所述之發光裝置，其中該光感測控制單兀包含-光感測回路，該光感測回路係感測 ^ ^光單元之一發光能量，該光感測控制單元並據以調節該電能量及其所對應之該電壓。 9、如申請專利範圍第8項所述之發光裝置，其中該光感測回路係包含一光感測元件。 1〇、如申請專利範圍第9項所述之發光裝置，其中該光感測元件係為一感光二極體或一光敏電阻。 1如申睛專利範圍第9項所述之發光裝置，其中該光感測控制單元更包含一背景參考值產生回路，該背景來考值產生回路係產生一背景參考值訊號，該光感測控 26 200818559 制單元更依據該背景參考值訊號以補償所受該光感測元件之背景暗電流之影響。 12 13 14 15、 16、 17、 18、、如申請專利範圍第11項所述之發光裝置，其中該背景麥考值產生回路包含一背景參考值元件。、如申請專利範n第11㉟所述之發光裝置，其中該光感測回路及該背景參考值產生回路皆包含一電阻器。、如申、请專利範圍帛7項所述之發光裝置，其中該臨界電係為預5又之臨界電壓值或由一臨界電壓產生回路產生。如申请專利範圍第14項所述之發光裝置，其中該臨界電壓產生回路包含一背景參考值元件。如申請專利範圍第12或15項所述之發光裝置，其中该背景參考值元件係為一感光二極體或一光敏電阻。如申請專利範圍第12或15項所述之發光裝置，其中 °亥光感測元件及該背景參考值元件係為相同形式之元件。如申請專利範圍第16項所述之發光裝置，更包含： 27 200818559 ^ 'Ll 留一凡’该遮光單元係遮蔽該背景參考值元件。 19 20 21 22 23 24、光ΙΐίΙΙ乾圍第18項所述之發光裝置’其中該遮单兀係利用-半導體製程形成。如申睛專利範圊黛 j祀圍弟Μ項所述之發光裝置，其中該遮早兀之材質係為金屬、多晶矽或遮光油墨。如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該光减測控制單元更包含-電流減法器或—電流鏡。如申請專利範圍第8項所述之發絲置，其中該光感測控制單元更包含-彩色遽光片’其係鄰設於該光感測回路。如申請專利範圍第22項所述之發光裝置，其中該彩色濾光片係為一紅色濾光片、一綠色濾光片、一藍色遽光片、一白色濾光片或一紅外線濾光片。如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該發光單元係包含一發光二極體。如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第— 開關單元係具有一開關元件。 28 25、 200818559 26、如申請專利範圍第25項所述之發光裝置，其中該開關元件係包含一雙載子電晶體或一場效電晶體。 27、如申請專利範圍第25項所述之發光裝置，其中該第一開關單元更具有一準位移動回路，係與該開關元件電性連接。 28、如申請專利範圍第27項所述之發光裝置，其中該準位移動回路係包含一電阻器、一雙載子電晶體及/或一金氧半場效電晶體。 29、如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其係為一封裝體。 30、如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該發光單元、該儲能單元、該光感測控制單元及該第一開關單元之至少其中之二係設置於一積體電路中。 31、如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含：一第二開關單元，其係與該儲能單元電性連接，並藉由該第二開關單元，以將該電能量輸入該儲能單元。 32、如申請專利範圍第31項所述之發光裝置，其中該發光單元、該儲能單元、該光感測控制單元、該第一開 29 200818559 關單元及該第二開關單元之至少其中之二係設置於一積體電路中。 33 34 35 36、如申請專利範圍第31項所述之發光裝置，其中該第一開關單元係包含一雙載子電晶體、一金氧半場效電晶體及/或一反向器。如申請專利範圍第31項所述之發光裝置，更包含：一列驅動迴路，係與該第二開關單元電性連接，以控制該第二開關單元之開、關；以及仃驅動迴路，係與該第二開關單元電性連接，以將該電能量輸入該儲能單元。如申請專利範圍第丨項所述之發光裝置，更包含·· —電源供應單元，錢與該發光單元電性連接，並提供一電源至該發光單元。如申請專利範圍第35項所述之發光裝置，其中該電源係為一直流電源或一交流電源。如甲Μ專利_第35項所述之發光裝置，更包含一 :其係分別與該電源供應單元及該發光單元 30 37、 200818559 38、如t請專利制帛37項所述之發光裝置，其中該發光單元、該儲能單元、該光感測控制單元、該第」^ 關單元及該限流單元之至少其中之二係設置於一二體電路中。 39、如申請專利範圍第37 流單元係為一電阻器、項所述之發光裝置，其中該限一電容器或一電感器。 ^申睛專利範圍第35項所述之發光裝置，更包含一 Ϊ :其係分別與該發光單元及該電源供應單元 42'如_請專·_丨項所述之發光裝置，測控制單元係與該儲能單元並聯連接。Ί亥先感 43、如申請專利第丨項所述之發光裝置，其中開關單元係與該發光單元並聯連接。 ^ 44、:;===^ 31 200818559 45、一種發光裝置，包含：至少一發光單元；以及一積體電路，具有至少一第一一測控制單元及至少一儲二：關：：、至少-光感儲月b早兀，其中該第一開關單光單元電性連接’該儲能單元係與該第控制單元胸儲二：電能置，該光感測」早兀係與她,早兀電性連接，並感測該發光 p之-發光能量’並依據該發光能量調節該電能里大小’而該第-開關單元係依據該電能量大小以控制該發光單元。 =申清專利範圍第45項所述之發光裝置，其中該儲能單元係為一電荷儲存單元。如申睛專利範圍第46項所述之發光裝置，其中該電何儲存單元係包含一電容器。 48、如申請專利範圍第45項所述之發光裝置，其中該積體電路更包含一開關控制單元，其係分別與該儲能單元及該第一開關單元電性連接，並依據該電能量而產生一控制信號以控制該第一開關單元。 49、如申請專利範圍第48項所述之發光裝置，其中該開關控制單元係包含一比較器。 32 200818559 0、如申請專利範圍第49項所述之發光裝置，其中該光感測控制單元係調節該電能量及其所對應之一電壓’該比較器係比較該電壓與一臨界電壓，並依據比較之結果，經由該第一開關單元控制該發光單元。 51、如申請專利範圍第50項所述之發光裝置，其中該光感則工制單元包含-光感測回路，該光感測回路感測 °亥枭光單元之一發光能量，該光感測控制單元並據以調節該電能量及其所對應之該電壓。 52、如申請專利範圍第51項所述之發光裝置，其中該光感測回路係包含一光感測元件。 53、如申請專利範圍第52項所述之發光裝置，其中該光感測元件係為一感光二極體或一光敏電阻。 54、如申請專利範圍第52項所述之發光裝置，其中該光感測控制單元更包含一背景參考值產生回路，該背景參考值產生回路係產生一背景參考值訊號，該光感測控制單元更依據該背景參考值訊號以補償所受該光感測元件之背景暗電流之影響。、如申請專利範圍第54項所述之發光裝置，其中該背景參考值產生回路包含一背景參考值元件。 33 200818559 56 57 58 59 60 如申請專利範圍第54項所述之發光裝置，其中該光感測回路及該背景參考值產生回路皆包含一電阻器。如申請專利範圍第50項所述之發光裝置，其中該臨界電壓係為一預没之臨界電壓值或由一臨界電壓產生回路產生。如申請專利範圍第57項所述之發光裝置，其中該臨界電壓產生回路包含一背景參考值元件。如申請專利範圍第55或58項所述之發光裝置，其中〆老厅、參考值元件係為一感光二極體或一光敏電阻。 ^申請專利範圍第55或58項所述之發光裝置，其中該光感測元件及該背景參考值元件係為相同形叙元件。 - 61 匕申請f利範圍第59項所述之發光裝置，更包含：遮光單，該遮光單元係遮蔽該背景參考值元件。 62、如!請專利範圍f 61韻述之發光裝置，光單元係利用一半導體製程形成。其中該遮 63、如申請專利範圍第 61項所.述之發找置，其中該遮 34 200818559 W ""—之材夤係為金屬、多晶石夕或遮光油墨。 64 '如申請專利笳图货" 感測控制之發光裝置，其中該光 70更包& 一電流減法器或一電流鏡。 65、如申請專利範感測控制單元感测回路。圍第51項所述之發光裝置，其中該光更包含一彩色濾光片，其係鄰設於該光 66、 :專利範圍$ 65項所述之發光裝置，其中該彩 ^光片係為—紅色濾光片、—綠色濾、光片、一藍色濾光片、—白色濾光片或一紅外線濾光片。 67 ' =請專利範_ 45項所述之發光裝置，其中削早元係包含一發光二極體。如申請專·圍第45項所狀發光裝置，其中該第 —開關單元係具有一開關元件。如申請專利範圍第68項所述之發錄置，其中該開關元件係包含—雙料電晶體或-場效電晶體。如申請專利範圍第68項所述之發光裝置，其中該第開關單元更具有一準位移動回路，係與該開關元件 35 200818559 電性連接。 71、如申請專利範圍第70項所述之發光裝置，其中該準位移動回路係包含一電阻器、一雙載子電晶體及/或一金氧半場效電晶體。 72、如申請專利範圍第45項所述之發光裝置，其中該積體電路更包含一第二開關單元，其係與該儲能單元電性連接，並藉由該第二開關單元，以將該電能量輸入該儲能單元。 73、如申請專利範圍第72項所述之發光裝置，其中該第二開關單元係包含一雙載子電晶體、一場效電晶體、一金氧半場效電晶體及/或一反向器。 74、如申請專利範圍第72項所述之發光裝置，更包含：一列驅動迴路，係與該第二開關單元電性連接，以控制該第二開關單元；以及一行驅動迴路，係與該第二開關單元電性連接，以將該電能量輸入該儲能單元。 75、如申請專利範圍第45項所述之發光裝置，更包含：一電源供應單元，其係與該發光單元電性連接，並提供一電源至該發光單元。 36 200818559 76、如申請專利範圍第75項所述之發光裝置，其中該電源係為一直流電源或一交流電源。 77、如申請專利範圍第75項所述之發光裝置，其中該積體電路更包含一限流單元，其係分別與該電源供應單元及該發光單元電性連接。 78、如申請專利範圍第77項所述之發光裝置，其中該限流單元係為一電阻器、一電容器或一電感器。 79、如申請專利範圍第75項所述之發光裝置，更包含一整流單元，其係分別與該發光單元及該電源供應單元電性連接。 80、如申請專利範圍第79項所述之發光裝置，其中該整流單元係為一全橋式整流迴路。 81、如申請專利範圍第45項所述之發光裝置，其中該光感測控制單元係與該儲能單元並聯連接。 82、如申請專利範圍第45項所述之發光裝置，其係為一封裝體。 83、如申請專利範圍第45項所述之發光裝置，其中該第 37 200818559 一開關單元係與該發光單元並聯連接。 84如申明專利範圍帛45項所述之發光裝置，其中該第一開關單元係與該發光單元串聯連接。 85、 -種發光裝置的控制方法，其中該發光裝置係具有至 > -發光單7〇、-第—開關單元、—儲能單元以及一光感測控制單元，該第一開關單元係與該發光單元電性連接，該儲能單元係與該第一開關單元電性連接，該光感測控制單元係與該儲能單元電性連接，而該控制方法包含： Μ工儲存一電能量於該儲能單元中；依據該電能量導通該第一開關單元，以使該發光發光；由該光感測控制單元感測該發光單元之發光能量，並調節該儲能單元所儲存之該電能量；以及依據該電能量關閉該第一開關單元，以終止該發光⑽ 元發光。 86、如申請專利範圍第85項所述之控制方法，更包含將一電源輸入至該發光單元。 38