背光驱动电路以及背光驱动方法
【专利摘要】本发明提供一种背光驱动电路以及背光驱动方法，该背光驱动电路适用于一电子装置。背光驱动电路包括一发光二极管单元、一光敏元件以及一控制电路。发光二极管单元具有一阳极端以及一阴极端，其中发光二极管单元包括至少一发光二极管。光敏元件耦接于发光二极管单元的阴极端以及一接地之间，其中光敏元件的阻值随着电子装置周围的环境光源改变。控制电路具有一感测端用以接收一回授电压，以及一输出端用以根据回授电压提供一电源至发光二极管单元的阳极端，以控制发光二极管单元的亮度，其中回授电压是由光敏元件的阻值所决定的。通过本发明可以根据光敏元件检测环境光源，并且据以自动调整背光的亮度。
【专利说明】背光驱动电路以及背光驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种背光驱动电路(backlight driving circuit),特别是关于一种可根据环境光源自动调整亮度的背光驱动电路。
【背景技术】
[0002]随着科技的迅速发展，各式电子产品的功能无不日新月异，以手机为例，及由于其功能多样化且携带便利，而几乎成为每个人生活的必需品之一。一般在环境亮度较高处，如大太阳下，强光下等地点，行动电话的荧幕无法清楚的显示信息。此时，使用者需要调整手机背光亮度，或至光线较弱处使用手机，由于调高亮度或是移至光线较弱处皆为使用者需自行手动调整，造成使用者的不便。尤其是彩色显示的行动电话，在环境亮度高的地方较不易看清荧幕显示的图示或文字。另外，放置在室内的电子装置亦会由于室内灯光的改变产生相同的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于藉由光敏元件检测环境光源，并且据以自动调整背光的亮度。
[0004]本发明提供一种背光驱动电路，适用于一电子装置。背光驱动电路包括一发光二极管单元、一光敏元件以及一控制电路。发光二极管单元具有一阳极端以及一阴极端，其中发光二极管单元包括至少一发光二极管。光敏元件耦接于发光二极管单元的阴极端以及一接地之间，其中光敏元件的阻值随着电子装置周围的环境光源改变。控制电路包括一感测端以及一输出端。感测端用以接收一回授电压(feedback voltage)。输出端用以根据回授电压提供一电源至发光二极管单元的阳极端，以控制发光二极管单元的亮度，其中回授电压是由光敏元件的阻值所决定的。
[0005]本发明另提供一种背光驱动方法(backlight driving method),适用于一电子装置。背光驱动方法包括提供一电源至一发光二极管单元的一阳极端；藉由一光敏元件感测电子装置周围的环境光源，其中光敏元件耦接于发光二极管单元的阴极端以及一接地之间，并且光敏元件的阻值随着电子装置周围的环境光源改变；以及根据一感测端所接收的一回授电压，调整电源以控制发光二极管单元的亮度，其中感测端耦接至发光二极管单元的一阴极端，并且回授电压是由光敏元件的阻值所决定的。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明所提供的背光驱动电路的方块图；
[0007]图2为本发明所提供的背光驱动电路的另一方块图；
[0008]图3为本发明所提供的单回路充电方法的流程图；
[0009]图4为本发明所提供的单回路充电方法的另一流程图。
[0010]附图标记
[0011 ]200?背光驱动电路；[0012]102?发光二极管单元；
[0013]NI?阳极端；
[0014]N2?阴极端；
[0015]Sl-SN?串联单元；
[0016]1021-102N ?发光二极管；
[0017]104?光敏元件；
[0018]105?控制电路；
[0019]106?控制器；
[0020]1061?比较器；
[0021]1062 ?开关；
[0022]TIN?输入端；
[0023]TOUT?输出端；
[0024]TGND?接地端；
[0025]TSEN?感测端；
[0026]108?整流电路；
[0027]LI?电感；
[0028]Dl ?二极管；
[0029]Cl?电容；
[0030]110?调整电路；
[0031]R1、R2 ?电阻；
[0032]112?电压产生器；
[0033]SIN?输入信号；
[0034]VFB?回授电压；
[0035]VREF?参考电压；
[0036]VRS ?电压；
[0037]VS?电源；
[0038]VDD?电压源；
[0039]GND ?接地。
【具体实施方式】
[0040]以下将详细讨论本发明各种实施例的装置及使用方法。然而值得注意的是，本发明所提供的许多可行的发明概念可实施在各种特定范围中。这些特定实施例仅用于举例说明本发明的装置及使用方法，但非用于限定本发明的范围。
[0041]图1为本发明所提供的背光驱动电路的方块图。背光驱动电路100可适用于一电子装置(未图示)，例如具有背光的电话、行动电话、平板电脑、笔记型电脑、桌上型电脑等，在此不加以限制。另外，背光驱动电路100可检测电子装置周围的环境光源(environmentlight)的亮度，并且根据所检测的环境光源调整背光的亮度。
[0042]背光驱动电路100包括一发光二极管单元102、一光敏元件104以及一控制电路105。发光二极管单元102具有一阳极端NI以及一阴极端N2，其中发光二极管单元102包括复数串联单元S1-SN。串联单元Sl-SN并联于发光二极管单元102的阳极端NI以及阴极端N2之间。每一串联单元Sl-SN具有复数发光二极管1021-102N。每一发光二极管1021-102N具有一阳极以及一阴极，其中发光二极管1021-102N以同一方向彼此互相串联。每一串联单元Sl-SN中的第一个发光二极管1021的阳极连接于阳极端NI，并且每一串联单元Sl-SN中的最后一个发光二极管102N的阴极连接于阴极端N2。在某些实施例中，发光二极管单元102可只包括一个串联单元，本发明在此不加以限制。在某些实施例中，串联单元可只包括一个发光二极管，本发明在此不加以限制。
[0043]光敏元件104耦接于发光二极管单元102的阴极端N2以及一接地GND之间，其中光敏元件104的阻值是随着电子装置(未图示)周围的环境光源而改变的。举例而言，光敏元件104可为光敏电阻、光敏二极管等等，本发明在此不加以限制。在本发明较佳的实施例中，光敏元件104为一光敏电阻。值得注意的是，在本发明较佳的实施例中，光敏元件104的阻值与电子装置周围的环境光源成反比。在某些实施例中，光敏元件104的阻值亦可与电子装置周围的环境光源成正比。
[0044]控制电路105包括一控制器106以及一整流电路108。控制器106具有一比较器1061、一开关1062、一输入端TIN、一输出端TOUT、一感测端TSEN以及一接地端TGND。控制电路105用以根据回授电压VFB调整电源，使得回授电压VFB维持在一既定电压值。值得注意的是，在本实施例中，发光二极管单元102的阴极端N2上的电压VRS即为回授电压VFB。接地端TGND用以耦接至接地GND。感测端TSEN耦接于发光二极管单元102以及光敏元件104之间(即阴极端N2)，用以感测回授电压VFB。输入端TIN用以耦接至一电压源VDD。输出端TOUT经由整流电路108耦接至发光二极管单元102的阳极端NI，用以根据回授电压VFB经由整流电路108提供电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，以控制发光二极管单元102的亮度，其中回授电压VFB是由光敏元件104的阻值所决定的。比较器1061用以将感测端TSEN所接收的回授电压VFB与一参考电压VREF进行比较，并且藉以控制开关1062切换的频率。举例而言，当回授电压VFB小于参考电压VREF时，开关1062切换的频率变快。当回授电压VFB大于参考电压VREF时，开关1062切换的频率变慢。在某些实施例中，控制器106亦可由微控制器、控制芯片、晶体管、二极管或其它逻辑元件所构成，但不限定于此。
[0045]整流电路108耦接于控制器106的输出端TOUT以及发光二极管单元102的阳极端NI之间，用以将切换后的电压源VDD转换为直流电源VS，并将电源VS提供至发光二极管单元102。整流电路108包括一电感L1、一二极管Dl以及一电容Cl。电感LI具有一第一端耦接于电压源VDD以及一第二端耦接于二极管Dl的阳极。二极管Dl具有一阳极耦接于电感LI的第二端以及一阴极耦接于发光二极管单元102的阳极端NI。电容Cl具有一第一端耦接于二极管Dl的阴极以及一第二端耦接于接地GND。值得注意的是，整流电路108亦可设置于控制器106之中，本发明在此不加以限制。
[0046]当电子装置(未图示)周围的环境光源改变时，光敏元件104的阻值随着电子装置周围的环境光源改变。举例而言，当环境光源变亮时，光敏元件104的阻值变低，使得回授电压VFB(即发光二极管单元102的阴极端N2上的电压)低于参考电压VREF。因此，控制电路105藉由增加开关1062的频率，输出较高的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，以提高发光二极管单元102的亮度。当环境光源变暗时，光敏元件104的阻值变高，使得回授电压VFB高于参考电压VREF。因此，控制电路105藉由降低开关1062的频率，输出较低的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，以降低发光二极管单元102的亮度。
[0047]图2为本发明所提供的背光驱动电路的另一方块图。图2的背光驱动电路200相似于图1的背光驱动电路100，不同之处在于背光驱动电路200更包括一调整电路110。换言之，背光驱动电路200不仅可根据环境光源自动调整发光二极管单元102的亮度，更可以根据使用者的喜好使得自动调整后的亮度更亮或者更暗。调整电路110包括一第一电阻R1、一第二电阻R2以及一电压产生器112。调整电路110用以根据一输入信号SIN调整回授电压VFB。值得注意的是，在本实施例中，回授电压VFB为第一电阻Rl的第一端上的电压，即发光二极管单元102的阴极端N2与感测端TSEN间的一节点上的电压。第一电阻Rl具有一第一端耦接于控制电路105的感测端TSEN，以及一第二端耦接于发光二极管单元102的阴极端N2。第二电阻R2具有一第一端稱接于第一电阻Rl的第一端，以及一第二端I禹接于电压产生器112。电压产生器112耦接于第二电阻R2的第二端，用以根据输入信号SIN，调整第一电阻Rl的第一端上的电压，其中控制电路105藉由感测端TSEN检测第一电阻Rl的第一端上的电压值(即回授电压VFB)，并且藉以调整电源VS，使得回授电压VFB维持在一既定电压值。
[0048]值得注意的是，本实施例所述的输入信号SIN是由其他控制装置或者使用者输入至电压产生器112的，并且输入信号SIN可包括复数个不同的指令，其中不同的指令可致使电压产生器112产生不同的电压。举例而言，参考电压VREF为2V。当控制电路105已根据光敏元件104调整发光二极管单元102的亮度后，使用者认为发光二极管单元102太暗时，可藉由具有第一指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一第一电压，使得回授电压VFB等于1.5V。当回授电压VFB (1.5V)低于参考电压VREF (2V)时，控制电路105产生较大的电源VS，并将较大的电源VS提供至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度增加。当使用者仍然认为发光二极管单元102太暗时，可藉由具有第二指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一低于第一电压的一第二电压，使得回授电压VFB等于IV。当回授电压VFB(IV)低于参考电压VREF (2V)时，控制电路105产生更大的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度大于第一指令所产生的亮度。
[0049]当控制电路105已根据光敏元件104调整发光二极管单元102的亮度后，使用者认为发光二极管单元102太亮时，可藉由具有第三指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一第三电压，使得回授电压VFB等于2.5V。当回授电压VFB (2.5V)高于参考电压VREF(2V)时，控制电路105产生较小的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度降低。当使用者仍然认为发光二极管单元102太亮时，可藉由具有第四指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一高于第三电压的一第四电压，使得回授电压VFB等于3V。当回授电压VFB (3V)高于参考电压VREF (2V)时，控制电路105产生更小的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度低于第三指令所产生的亮度。值得注意的是，回授电压VFB以及参考电压VREF的数值为本发明的一种实施例，但本发明不限于此。举例而言，经由输入信号SIN调整后的回授电压VFB可为
0.8V、1.2V等等。参考电压VREF可为2.8V、3.3V等等。
[0050]在本发明的另一实施例中，背光驱动电路100可将目前的输入信号SIN储存于一储存装置内(未图示)，用以当下一次背光驱动电路100使能时，直接将储存于储存装置内的输入信号SIN提供至电压产生器112。
[0051]图3为本发明所提供的背光驱动方法的流程图，使用于一电子装置，其中电子装置包括图1所示的背光驱动电路100。流程开始于步骤S310。
[0052]在步骤S310中，控制电路105提供一电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI。
[0053]接着，在步骤S320中，光敏元件104感测电子装置(未图示)周围的环境光源，其中光敏元件104耦接于发光二极管单元102的阴极端NI以及一接地GND之间，并且光敏元件104的阻值随着电子装置周围的环境光源改变。值得注意的是，光敏元件104的阻值与电子装置周围的环境光源成反比。
[0054]接着，在步骤S330中，控制电路105根据感测端TSEN所接收的回授电压VFB，调整电源VS以控制发光二极管单元102的亮度，其中感测端TSEN耦接于发光二极管单元102的一阴极端N2，并且回授电压VFB是由光敏元件104的阻值所决定的。值得注意的是，在本实施例中，控制器106的感测端TSEN检测发光二极管单元102的阴极端N2上的电压VRS，并将发光二极管单元102的阴极端N2上的电压VRS作为回授电压VFB。因此，控制电路105藉由感测端TSEN检测发光二极管单元102的阴极端N2上的电压值调整电源VS，使得发光二极管单元102的阴极端N2上的电压VRS维持在一既定电压值。值得注意的是既定电压值为参考电压VREF。流程结束于步骤S330。举例而言，当环境光源变亮时，光敏元件104的阻值变低，使得回授电压VFB(即发光二极管单元102的阴极端N2上的电压)低于参考电压VREF。因此，控制电路105藉由增加开关1062的频率，输出较高的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，以提高光发二极管单元102的亮度。当环境光源变暗时，光敏元件104的阻值变高，使得回授电压VFB高于参考电压VREF。因此，控制电路105藉由降低开关1062的频率，输出较低的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，以降低发光二极管单元102的亮度。
[0055]图4为本发明所提供的背光驱动方法的另一流程图，使用于一电子装置，其中电子装置包括图2所示的背光驱动电路200。流程开始于步骤S410。
[0056]在步骤S410中，控制电路105提供一电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI。
[0057]接着，在步骤S420中，光敏元件104感测电子装置(未图示)周围的环境光源，其中光敏元件104耦接于发光二极管单元102的阴极端N2以及一接地GND之间，并且光敏元件104的阻值随着电子装置周围的环境光源改变。值得注意的是，光敏元件104的阻值与电子装置周围的环境光源成反比。
[0058]接着，在步骤S430中，控制电路105根据感测端TSEN所接收的回授电压VFB，调整电源VS以控制发光二极管单元102的亮度，其中感测端TSEN耦接于发光二极管单元102的一阴极端N2，并且回授电压VFB是由光敏元件104的阻值以及输入信号SIN所决定的。在本实施例中，控制器106的感测端TSEN检测发光二极管单元102的阴极端N2与感测端TSEN间的一节点上的电压，并将发光二极管单元102的阴极端N2与感测端TSEN间的一节点上的电压作为回授电压VFB。值得注意的是，发光二极管单元102的阴极端N2与感测端TSEN间的一节点上的电压为第一电阻Rl的第一端上的电压。因此，控制电路105藉由发光二极管单元102的阴极端N2与感测端TSEN间的一节点上的电压调整电源VS，使得发光二极管单元102的阴极端N2与感测端TSEN间的一节点上的电压维持在一既定电压值。[0059]举例而言，当环境光源变亮时，光敏元件104的阻值变低，使得回授电压VFB(即发光二极管单元102的阴极端N2以及感测端TSEN间的一节点上的电压)低于参考电压VREF。因此，控制电路105藉由增加开关1062的频率，输出较高的电源VS，并将较高的电源VS提供至发光二极管单元102的阳极端NI，以提高发光二极管单元102的亮度。当环境光源变暗时，光敏元件104的阻值变高，使得回授电压VFB高于参考电压VREF。因此，控制电路105藉由降低开关1062的频率，输出较低的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，以降低发光二极管单元102的亮度。
[0060]另外，本实施例所述的输入信号SIN是由其他控制装置或者使用者输入至电压产生器112的，并且输入信号SIN可包括复数个不同的指令，其中不同的指令可致使电压产生器112产生不同的电压。举例而言，参考电压VREF为2V。当控制电路105已根据光敏元件104调整发光二极管单元102的亮度后，使用者认为发光二极管单元102太暗时，可藉由具有第一指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一第一电压，使得回授电压VFB等于1.5V。当回授电压VFB (1.5V)低于参考电压VREF (2V)时，控制电路105产生较大的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度增加。当使用者仍然认为发光二极管单元102太暗时，可藉由具有第二指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一低于第一电压的一第二电压，使得回授电压VFB等于IV。当回授电压VFB(IV)低于参考电压VREF(2V)时，控制电路105产生更大的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度大于第一指令所产生的亮度。当控制电路105已根据光敏元件104调整发光二极管单元102的亮度后，使用者认为发光二极管单元102太亮时，可藉由具有第三指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一第三电压，使得回授电压VFB等于2.5V。当回授电压VFB (2.5V)高于参考电压VREF (2V)时，控制电路105产生较小的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度降低。当使用者仍然认为发光二极管单元102太亮时，可藉由具有第四指令的输入信号SIN致使电压产生器112产生一高于第三电压的一第四电压，使得回授电压VFB等于3V。当回授电压VFB(3V)高于参考电压VREF(2V)时，控制电路105产生更小的电源VS至发光二极管单元102的阳极端NI，使得发光二极管单元102的亮度低于第三指令所产生的亮度。值得注意的是，上述回授电压VFB以及参考电压VREF的数值为本发明的一种实施例，但本发明不限于此。举例而言，经由输入信号SIN调整后的回授电压VFB可为0.8V、1.2V等等。参考电压VREF可为2.8V、3.3V等等。
[0061]在本发明的另一实施例中，背光驱动电路100可将目前的输入信号SIN储存于一储存装置内(未图示)，用以当下一次背光驱动电路100使能时，直接将储存于储存装置内的输入信号SIN提供至电压产生器112。
[0062]本发明所提供的背光驱动电路100、200以及背光驱动方法，可藉由光敏元件104检测环境光源，并且据以自动调整背光的亮度。另外，背光驱动电路200亦可根据使用者的输入，增加或者减少已调整后的背光亮度。
[0063]背光驱动的方法，或特定型态或其部份，可以以编码的型态存在。编码可储存于实体媒体，如软碟、光碟片、硬碟、或是任何其他机器可读取(如电脑可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式的电脑程序产品，其中，当编码被机器，如电脑载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。编码也可透过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当编码被机器，如电脑接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，编码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
[0064]惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求书不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利保护范围。
【权利要求】
1.一种背光驱动电路，适用于一电子装置，其特征在于，所述的背光驱动电路包括: 一发光二极管单元，具有一阳极端以及一阴极端，其中所述发光二极管单元包括至少一发光二极管； 一光敏元件，耦接于所述发光二极管单元的阴极端以及一接地之间，其中所述光敏元件的阻值随着所述电子装置周围的环境光源改变；以及一控制电路，包括: 一感测端，用以接收一回授电压；以及 一输出端，用以根据所述回授电压提供一电源至所述发光二极管单元的阳极端，以控制所述发光二极管单元的亮度，其中所述回授电压是由所述光敏元件的阻值所决定的。
2.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述光敏元件的阻值与所述电子装置周围的环境光源成反比。
3.根据权利要求2所述的背光驱动电路，其特征在于，所述回授电压为所述发光二极管单元的阴极端上的电压，并且所述控 制电路根据所述回授电压调整所述电源，使得所述发光二极管单元的阴极端上的电压维持在一既定电压值。
4.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述的背光驱动电路还包括一调整电路，用以根据一输入信号调整所述回授电压。
5.根据权利要求4所述的背光驱动电路，其特征在于，所述调整电路还包括: 一第一电阻，具有一第一端耦接于所述控制电路的感测端，以及一第二端耦接于所述发光二极管单元的阴极端，其中所述回授电压为所述第一电阻的第一端上的电压； 一第二电阻，具有一第一端耦接于所述第一电阻的第一端，以及一第二端；以及一电压产生器，耦接于所述第二电阻的第二端，用以根据所述输入信号，调整所述第一电阻的第一端上的电压，其中所述控制电路藉由所述感测端检测所述第一电阻的第一端上的电压，并且藉以调整所述电源，使得所述第一电阻的第一端上的电压维持在一既定电压值。
6.一种背光驱动方法，适用于一电子装置，其特征在于，所述的背光驱动方法包括: 提供一电源至一发光二极管单兀的一阳极端； 藉由一光敏元件感测所述电子装置周围的环境光源，其中所述光敏元件耦接于所述发光二极管单元的阴极端以及一接地之间，并且所述光敏元件的阻值随着所述电子装置周围的环境光源改变；以及 根据一感测端所接收的一回授电压，调整所述电源以控制所述发光二极管单元的亮度，其中所述感测端耦接至所述发光二极管单元的一阴极端，并且所述回授电压是由所述光敏元件的阻值所决定的。
7.根据权利要求6所述的背光驱动方法，其特征在于，所述光敏元件的阻值与所述电子装置周围的环境光源成反比。
8.根据权利要求7所述的背光驱动方法，其特征在于，根据所述回授电压调整所述电源，以控制所述发光二极管单元的亮度的步骤包括: 藉由所述感测端检测所述发光二极管单元的阴极端上的电压，作为所述回授电压；以及 根据所述回授电压调整所述电源，使得所述发光二极管单元的阴极端上的电压维持在一既定电压值。
9.根据权利要求7所述的背光驱动方法，其特征在于，所述的背光驱动方法还包括根据一输入信号调整所述回授电压。
10.根据权利要求9所述的背光驱动方法，其特征在于，根据所述回授电压调整所述电源，以控制所述发光二极管单元的亮度的步骤包括: 根据所述输入信号调整所述发光二极管单元的阴极端与所述感测端间的一节点上的电压； 以所述节点上的电压作为所述回授电压；以及 根据所述回授电压调整所述电源，使得所述节点上的电压维持在一既定电压值。
【文档编号】G09G3/34GK103578431SQ201210292113
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月16日 优先权日:2012年8月6日
【发明者】李新村, 陈培霖, 张守忠 申请人:纬创资通股份有限公司