调整从有机发光二极管oled发射的光的色点的方法
【专利摘要】本发明涉及一种通过使用具有调制波形的用于驱动有机发光二极管OLED(107)的电流（115）调整从OLED（107）发射的光（111）的色点（507，509，511）的方法，其中该波形由至少三个不同的参数表征，且其中色点（507，509，511）位于颜色空间中，该方法包括：- 定义色点目标（501）；- 同时调整所述至少三个参数以调节波形，使得产生的OLED（107）的光输出位于围绕色点目标的预定义区域之内，并且对于该色点目标，OLED（107）的视亮度保持在预定义的水平；以及- 应用调节的波形从而向OLED（107）提供具有调制波形的电流（115）。
【专利说明】调整从有机发光二极管OLED发射的光的色点的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及固态发光（lightening)领域，并且更具体地涉及用于0LED照明的颜 色控制方法。
【背景技术】
[0002] 固态发光器件，例如众所周知的有机发光二极管0LED，被广泛用于多种照明应用 中。0LED在工作时提供具有标准CIE图范围内的色点色度坐标的光。
[0003] 0LED器件的色点受到许多例如与生产过程相关的因素的影响。这导致色点色度坐 标相对于CIE图中的预期的色点位置的偏移。例如，以相同的电流驱动的不同0LED导致具 有不同色点的不同输出光。
[0004] 由于人眼对色度的变化的敏感性的原因，希望的是将色点变化最小化。为了防 止这种颜色偏移，可以使用脉冲宽度调制（PWM)方法来控制0LED照明。现有技术（US 2007/0285378)建议了用于控制0LED的驱动电流的接通/关断模式。在该模式中，0LED或 者全部接通或者全部关断。
【发明内容】
[0005] 本发明的实施例的目标是提供一种改进的计算机实现的方法、数据处理系统和相 应的计算机可读存储介质。所述目标是由独立权利要求的主题来实现的。在从属权利要求 中描述了有利的实施例。
[0006] 本文所用的术语"CIE"指的是1931年由CIE (国际照明委员会）采用的基于使用 颜色匹配功能的CIE颜色系统的色度图。
[0007] 本文所用的术语"0LED"总体上指的是包括有机发光材料的器件，并且包括但不限 于有机发光二极管。
[0008] 本文所用的术语"色度"依据国际照明委员会的标准定义感知到的光的颜色印象 (color impression)。
[0009] 本文所用的术语"占空比"指的是与整个信号周期的持续时间相比在其期间信号 处于较高水平的信号周期部分。例如，如果我们考虑具有低值Imin、高值Imax和占空比D 的信号波形，那么波形在时间周期T上的平均值由下式给出：D. ImaX+(l-D). Imin。
[0010] 本文所用的术语"色点"指的是色度图中的某一坐标，例如，1931 CIE标准图中的 (X，y)坐标。
[0011] 本文所用的术语"亮度"指的是从表面进入人眼的可见光的量。离开表面的光可 能是起因于反射、透射和/或发射。视亮度是亮度的可感知的相关物。
[0012] 本文所用的术语"色温"定义了在相同的视亮度且在指定的观看条件下其感知的 颜色与理想光源的颜色最为相似的物理光源的温度。
[0013] 本文所采用的术语"颜色距离"指的是CIE图坐标中分隔两个色点的距离。
[0014] 术语"计算机存储器"或者"存储器"为计算机可读存储介质的实例。计算机存储 器为可由处理器访问的任何存储器。计算机存储器的实例包括但不限于：RAM存储器、寄存 器和寄存器文卷。在一些情形中，计算机存储器还可包括：硬盘驱动器、软盘驱动器或者固 态硬盘驱动器。例如，存储器的一部分实际上可能为硬盘驱动器上的对换空间。另外的存 储器实例是：机械开关阵列、电阻器和其它的电气元件。对"计算机存储器"或者"存储器" 的引用应当被解释为可能包括多个存储器。例如，存储器可能包括同一计算机系统内的多 个存储器。存储器还可包括分布在多个计算机系统或者计算设备中的多个存储器。
[0015] 本文所用的术语"处理器"涵盖能够执行程序或者机器可执行指令的电子部件。对 包括"处理器"的计算设备的引用应当被解释为可能包含多于一个的处理器或者处理核。例 如，处理器可能为多核处理器。处理器还可能指单个计算机系统中的或者分布于多个计算 机系统中的处理器的集合。
[0016] 在一个方面中，本发明涉及一种通过使用具有调制波形的用于驱动有机发光二极 管0LED的电流调整从0LED发射的光的色点的方法，其中该波形由至少三个不同的参数表 征，并且其中色点位于颜色空间中，该方法包括： -定义色点目标； -同时调整至少三个参数以调节波形，使得产生的0LED的光输出位于围绕色点目标 的预定义区域之内，并且对于该色点目标，0LED的视亮度保持在预定义的水平；以及 -应用调节的波形从而向0LED提供具有调制波形的电流。
[0017] 所述的实施例可能是有利的，因为0LED能够以用于在目标色点区中发射光的预 定义的方式被驱动。另外，该方法利用任何波形形状工作。波形由至少三个不同的参数表 征，这意味着0LED可在多种模式下操作，所述多种模式包括接通模式、接通/关断模式等。 这与0LED的单一接通/关断性质形成对照，后者使用具有0LED在其间不发射光的时间间 隔的脉冲波形。这就具有以下优点：所产生的色点色度坐标位于CIE图中的大区域内，这允 许最佳的色点偏移校正和色点位置的灵活的精细调节。
[0018] 根据另一实施例，所述至少三个参数的调整包括： -确定参数组的集合，其中该参数组的集合中的每个参数组限定调制波形的特定形 状； -选择该参数组的集合中这样的参数组，对于该参数组而言，产生的0LED的光输出位 于围绕色点目标的预定义区域之内且0LED的视亮度保持在预定义的水平。
[0019] 根据另一实施例，该方法进一步包括步骤： -对于每个参数组，限定相应的调制波形并计算平均色点，其中平均色点的计算包括 对与调制波形每个时间点处的电流幅值关联的每个色点的波形的至少一个周期求和，通过 与调制波形每个时间点处的电流幅值关联的亮度对所述求和进行加权，其中所述求和在假 定亮度与电流线性相关的情况下进行； -对于每个平均色点，计算到目标色点的颜色距离； -选择颜色距离位于距目标色点的预定义距离内的调制波形；以及 -选取所选择的调制波形之一，以执行应用用于该波形的相应参数组来向0LED提供 具有调制波形的电流的步骤。
[0020] 由于使用来自于0LED的先前输入信息基于平均计算方法对0LED的色点坐标的精 确估计，所述的实施例可能是有利的。这导致对于色点偏移的更好校正。而且，假定亮度与 电流成线性关系简化了计算，同时实验测量证明这种假定仍然是良好的假定。可采用数学 上的欧几里德（Euclidian)方法计算色点目标与平均色点之间的距离，其提供了 CIE图中 两个色点坐标之间的距离的最佳估计。
[0021] 根据另一实施例，选取所选择的调制波形之一的步骤包括：选取所选择的调制波 形中具有最低电流幅值和/或最低均方根幅值的调制波形。
[0022] 该实施例可能是有利的，因为为了实现其中许多0LED器件被定位成彼此相邻的 受照区域中最小的不均匀性，最小的电流幅值是优选的。最小的均方根电流幅值具有降低 由于0LED发出的热引起的热负荷的优点。
[0023] 根据另一实施例，调制波形包括脉冲宽度调制波形或者脉冲频率调制波形。
[0024] 所述的实施例可能是有利的，因为调节不同类型的参数组以灵活的方式直接影响 0LED所发射的光的色点。用于相同0LED的不同类型的参数导致CIE图中的不同的延伸区 域。因此，更可能的是，0LED输出光落入定义明确的目标色点区内。
[0025] 根据另一实施例，围绕色点目标的区域为： -矩形，其中矩形的最大对角线长度小于〇. 1，更优选地小于〇. 05,且最优选地小于标 准CIE图中的0.00768 ;或者 -圆形，其中圆形的最大半径长度小于〇. 1，更优选地小于〇. 05,且最优选地小于标准 CIE 图中的 0· 00384。
[0026] 这是有利的，因为最小的区域大小对应于人眼能够感知到的最小可辨别色差。而 且，这可以专注于色点调整过程，因为它需要更少的迭代（即，从中选择驱动波形的调整的 波形的集合更小）用于实现所述目标区域内的期望的光输出。
[0027] 根据另一实施例，调制波形包括由两个幅值参数和占空比表征的周期性矩形波 形。
[0028] 在另外的方面中，本发明涉及包括计算机可读指令的计算机可读非暂时性存储介 质，所述计算机可读指令在被处理器运行时使处理器执行本发明的方法。
[0029] 在另一方面中，本发明涉及一种通过使用具有调制波形的用于驱动有机发光二极 管0LED的电流调整从0LED发射的光的色点的0LED驱动器系统，其中波形由至少三个不同 的参数表征，并且其中色点位于颜色空间中，该0LED驱动器系统包括： -用于定义色点目标的调整单元，其中该调整单元进一步适于同时调整所述至少三个 参数以调节波形，使得产生的0LED的光输出位于围绕色点目标的预定义区域之内，并且对 于该色点目标，0LED的视亮度保持在预定义的水平；和 一驱动器单元，所述驱动器单元用于应用调节的波形从而向0LED提供具有调制波形 的电流。
[0030] 根据另一实施例，驱动器单元包括集成控制器和/或微控制器电路。
[0031] 根据另一实施例，调整单元包括信息单元、存储器单元和控制单元。信息单元用于 确定表征用于驱动0LED的电流的调制波形的波形参数。波形参数值被存储在存储器单元 中。控制单元监控0LED电流以确保电流波形具有期望的波形参数。
[0032] 根据另一实施例，信息单元可以是驱动器系统的一部分或者与驱动器系统分离。 在后者的情形中，可利用波形参数值对存储器单元进行预编程。
[0033] 根据另一实施例，驱动器单元包括控制单元和存储器单元。信息单元可以与驱动 器单元分离。
[0034] 根据另一实施例，驱动器系统包括调整单元。
[0035] 正如本领域技术人员将理解的，本发明的各方面可实施为系统、方法或者计算机 程序产品。因此，如果没有另外明确声明，本发明的各个方面可采用完全为硬件的实施例、 完全为软件的实施例(包括固件、驻留软件、微代码等）或者将可在本文中全部一般性地被 称作"模块"或"系统"的软件和硬件方面进行组合的实施例的形式。可利用一个或者更多 的计算机可读介质的任意组合。
【专利附图】
【附图说明】
[0036] 在下文中，将参考附图仅通过实例的方式更详细地描述本发明的优选实施例，在 附图中： 图1图示了 0LED驱动器系统结构的框图， 图2示出了流程图， 图3示出了周期性波形， 图4示出了矩形波形， 图5示出了用于矩形波形的CIE图中的颜色偏移区域，以及 图6示出了三种不同形状的矩形波形。
【具体实施方式】
[0037] 在下文中，附图中相同编号的元件指示类似的元件或者指示执行等同功能的元 件。如果功能等同的话，之前讨论过的元件在之后的附图中将未必被讨论。
[0038] 图1图示了被布置用于操作0LED 107的系统100。系统100包括用于控制0LED 107的色点的驱动器系统101。驱动器系统101包括调整单元104和驱动器单元105。
[0039] 驱动器单元105可被布置成控制0LED发射的光111。驱动器单元105响应来自 于电源109的功率信号113以用于控制驱动0LED 107的电流水平115,以便实现期望的光 输出。例如，驱动器单元105可为例如经典的开关式电源（SMPS)。驱动器单元105可使用 控制器集成电路和/或微控制器来实现。例如，微控制器可以是微芯科技公司（Microchip Technology Inc)的 PICAXE。
[0040] 调整单元104包括信息单元103、控制单元117和存储器单元119。信息单元103包 括与0LED 107的操作特性相关的信息。对于每种0LED类型，测量这些特性。例如，它们根据 波形参数描述亮度和色点值。信息单元117被调整单元104使用以确定表征用于驱动0LED 107的电流的调制波形的波形参数。基于期望的目标亮度和色点值，波形参数值在控制期间 被确定并存储于存储器单元119中。例如，存储器单元119可能嵌入在被用来执行调整单 元的功能的微控制器中，所述微控制器例如是赛普拉斯半导体（Cypress Semiconductor) 可编程嵌入式片上系统（PSoC)。控制单元117监控0LED电流，以确保电流波形具有期望的 波形参数。
[0041] 信息单元103可被在驱动器系统的内部或者外部提供。在后一种情形中，可利用 波形参数值对存储器单元119进行预编程。简单的外部可编程存储器单元119的实例是电 阻器和/或电位计的阵列。
[0042] OLED 107响应于驱动电流并发射光111。将参照图2更详细地描述系统的操作。
[0043] 图2是通过使用具有调制波形的用于驱动0LED 107的电流来调整从有机发光二 极管0LED发射的光的色点的方法的流程图。波形由至少三个不同的参数来表征。波形的 实例包括但不限于周期性波形（图3)、矩形波形、三角波形等等。
[0044] 在第一步骤201中，预定义期望的0LED 107的光输出。期望的光输出作为具有标 准CIE色度图中的X和y坐标（Xtm，Ytm)的色点目标而被给出。预定义的目标区域围绕色 点目标。
[0045] 关于期望的光输出的信息例如由用户给予调整单元104,或者其为信息单元103 中的预编程信息。基于目标色点信息且从由至少三个不同参数表征的调制波形开始，信息 单元103确定驱动0LED 107的标称驱动信号以产生具有目标色点的光，并且0LED的视亮 度保持在预定义的水平。这种调制波形的参数包括但不限于频率、幅值、占空比、宽度。
[0046] 目标色点应当与一组平均的色点（Xav，Yav)比较，以便调整给予0LED的驱动电流。 每个平均色点之前被输入到系统，这取决于使得0LED发射具有所述平均色点的光的调制 波形的参数组。
[0047] 在步骤203中，信息单元103为每个平均色点计算颜色距离，该颜色距离是到CIE 图上的目标色点的数学距离。该距离被定义为： diit = #^-XtJ2 + (YaT-Yto)2 对于由相应的参数组定义的每个调制波形，具有在标准CIE图内的色度坐标（Xav，Yav) 的平均色点被预先确定。它对于每个0LED类型而言是特定的。例如，0LED类型由0LED的 尺寸表征。图3的波形300在其时间周期上首先被取样为N个样本。每个样本都与电流幅 值1 303相关联。电流幅值in 303使得0LED发射具有在CIE图中的色点坐标（Xn，Yn)的 光。X av (Yav)的计算通过对CIE图中分别与波形300的每个时间点处的电流幅值in 303关 联的所有色点坐标Xn (Yn)求和来执行。借助与波形300的每个时间点处的电流幅值1"相 关的亮度对所述求和进行加权。
[0048] 在这些公式中描述了求和： γ _ *' ?3=〇 ττ _ ^ π=0_ 其中￡匕）为与电流幅值in关联的亮度。、?；(?κ)和i(is)被用来描述色点和作为 电流幅值1"的函数的亮度。针对每种0LED类型测量这些值。假定亮度与电流线性相关， 这些公式被简化为 ? -丄、《=0_ ν - JN η=0 ^ 1 Ν ' ι 欲--；~I 在由三个参数（两个幅值^和、以及占空比D)描述的矩形波形的情形中，上面的公 式简化为平均色点和矩形波形参数之间的简单关系：
【权利要求】
1. 一种通过使用具有调制波形的用于驱动有机发光二极管OLED (107)的电流（115) 来调整从该0LED (107)发射的光（111)的色点（507,509,511)的方法，其中该波形由至少 三个不同的参数表征，且其中色点（507，509，511)位于颜色空间中，该方法包括： -定义色点目标（501); -同时调整所述至少三个参数以调节所述波形，使得产生的0LED (107)的光输出位于 围绕色点目标的预定义区域之内，并且对于该色点目标，0LED (107)的视亮度保持在预定 义的水平；以及 -应用调节的波形从而向0LED (107)提供具有调制波形的电流（115)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述至少三个参数的调整包括： -确定参数组的集合，其中该参数组的集合中的每个参数组限定调制波形的特定形 状； -选择参数组的集合中这样的参数组，对于该参数组而言，所产生的0LED (107)的光 输出位于围绕色点目标的预定义区域之内并且0LED的视亮度保持在预定义的水平。
3. 根据权利要求2所述的方法，进一步包括步骤： 一对于每个参数组，限定相应的调制波形并计算平均色点，其中平均色点的计算包括 在波形的至少一个周期期间对与调制波形每个时间点处的电流幅值关联的每个色点（507， 509,511)进行求和，通过与调制波形每个时间点处的电流幅值关联的亮度对所述求和进行 加权，其中所述求和在假定亮度与电流线性相关的情况下执行； -对于每个平均色点，计算到目标色点（501)的颜色距离； -选择颜色距离位于距目标色点（501)预定义距离内的调制波形；以及 -选取所选择的调制波形之一，以执行应用用于该波形的相应参数组来向0LED (107) 提供具有调制波形的电流的步骤。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中选取所选择的调制波形之一的步骤包括：选取所 选择的调制波形中具有最低的电流幅值和/或最低的均方根幅值的调制波形。
5. 根据任意的前述权利要求所述的方法，其中调制波形包括脉冲宽度调制波形或者脉 冲频率调制波形。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中围绕色点目标（501)的区域为矩形，其中矩形的最 大对角线长度小于标准CIE图中的0. 1。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中围绕色点目标（501)的区域为圆形，其中圆形的最 大半径长度小于标准CIE图中的0. 1。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中调制波形包括由两个幅值参数和占空比表征的周 期性矩形波形。
9. 一种包括计算机可读指令的计算机可读非暂时性存储介质，所述计算机可读指令在 被处理器运行时使处理器执行权利要求1-8中任一项的方法。
10. -种通过使用具有调制波形的用于驱动有机发光二极管0LED (107)的电流（115) 调整从该0LED (107)发射的光的色点（507, 509, 511)的0LED驱动器系统，其中所述波形 由至少三个不同的参数表征，并且其中色点（507，509，511)位于颜色空间中，该0LED驱动 器系统包括： -用于定义色点目标（501)的调整单元（104)，其中该调整单元（104)进一步适于同时 调整所述至少三个参数以调节波形，使得产生的OLED (107)的光输出位于围绕色点目标 (501)的预定义区域之内，并且对于该色点目标，0LED (107)的视亮度保持在预定义的水 平；和 -驱动器单元（105)，该驱动器单元用于应用调节的波形从而向0LED (107)提供具有 调制波形的电流。
11.如权利要求10所述的0LED驱动器系统，其中所述驱动器单元（105)包括集成控制 器和/或微控制器电路。
【文档编号】G09G3/32GK104247560SQ201280058667
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年11月22日 优先权日:2011年11月29日
【发明者】亨特 D., H. A. M.贾科布斯 J., C. S. 尼科勒 C., 卡克施米特 C. 申请人:皇家飞利浦有限公司