专利名称：标准阶调特性光源提供装置及方法
技术领域：
本发明是有关于一种光源提供装置及方法，且特别是有关于一种标准阶调特性光
源提供装置及方法。
背景技术：
因应全球显示器产业的激烈竞争以及微利时代的冲击，显示器生产商为了能够摆
脱低价策略以创造品牌新契机，除了要满足大众喜好并呈现出独特的品牌及品味之外，还
需创造优良的面板规格与改良生产技术，以使显示器的图像质量臻于完美。 图像质量的评价一般可分为客观测量与主观测量，主观测量是以人为评价单位，
通过参考文献与实验的方式，将人眼的特性与喜好建立后，再拿来对显示器进行评价；客观
测量则是以亮度、色度计或相关测量仪器进行评价，也因此，这些仪器的亮度校正也相形重要。 在仪器标准的追溯上，有国家标准实验室可以参照，而对于仪器阶调特性的校正，目前只能以A光源为标准来校正亮度，但A光源的色温固定(约2856K)，且其所能提供的亮度校正范围有限。至于其余阶调特性校正的部分，目前也只能由业者自行实作，这对于一般色温高达6500K的显示器(最高可达9000K至10000K)来说，是远远不足的。
此外，在仪器的校正上，不同的色温与不同的亮度需要参考不同的标准光源，而光源的光谱也会与标准光源的光谱有所差异。再者，随着背光模块的精进，如发光二极管(Light Emitting Diode，LED)背光源、有丰几发光二丰及管(Organic Light Emitting Diode，OLED)背光源或其它不同色温的背光源等，不同光源的阶调特性也会影响到仪器的校正结果。 面对上述标准的缺乏，依据本发明技术所提供的亮度阶调特性的标准器，在实际运用时能有标准的追溯方式。
发明内容
本发明提供一种标准阶调特性光源提供装置及方法，可提供不同阶调特性的标准光源。 依据本发明技术实施的一标准阶调特性光源提供装置范例，其包括光源单元、光导单元、感测单元及控制单元。其中，光源单元提供光源。光导单元用以调制及均匀化光源。感测单元用以检测所述光源的阶调特性。控制单元分别耦接至光源单元及感测单元，而可根据感测单元所检测到的阶调特性，控制光源单元调整其所提供的光源的阶调特性使其符合标准阶调特性。 依据本发明技术实施的一标准阶调特性光源提供方法范例，其适于利用光源提供装置提供符合标准阶调特性的光源，其步骤包括提供光源，再检测此光源的阶调特性，而根据所检测到的阶调特性，调整光源的阶调特性而使其符合标准阶调特性。接着再对此光源进行调制及均匀化，并输出调整后的光源。
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本发明的标准阶调特性光源提供装置及方法可通过感测光源的色度、亮度、光谱
或色温等阶调特性，而用以对光源进行反馈控制，可使得输出的光源符合校正所需的标准阶调特性。此外，通过感测光源的人眼视效函数，对进入光导单元的光量进行反馈控制，可提供所需的标准亮度阶调。 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式
作详细说明如下。
100、400、600 :光源提供装置110、410、610 :光源单元
112、112a、112b、112c、112d、412a、414a、416a :发光单元
114、412b、414b、416b :致冷散热单元
120、420、620 :感测单元
122、422、422a、422b、422c :光特性感测单元
124、424、624 :视效函数检测单元
130、430、630 :光导单元
132、432、632 :光输出调整单元
134、434、634 :光均匀化单元
140、440、640 :控制单元
142、442 :光特性控制模块
144、444、644 :光输出控制模块
412 :第一发光模块
414 :第二发光模块416 :第三发光模块
426 :温度检测单元446 :温度控制模块
612 :冷阴极灯管614 :扩散板616 :导光板
S310 S340 :本发明一实施例的调整光源阶调特性的方法的各步骤
具体实施例方式
依据本发明技术，可利用光传感器与温度传感器做光源的反馈控制，通过循序点 亮或连续电流点亮发光二极管(Light Emitting Diode， LED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)或冷阴极灯管(ColdCathode Fluorescent Lamps,CCFL)等 发光模块，并利用光传感器测得不同发光模块的光特性，如亮度、色度、相对色温等，以及由 反馈装置根据此光特性信息来调整发光模块的阶调特性，因此可提供不同阶调特性的标准 光源给业者进行校正之用。为了使本发明的内容更为明了，以下则举实施范例并参考附图 详细说明本发明标准阶调特性光源提供装置及方法的详细实施方式，附图内的相同标号代 表相同或功能相似的组件。 图1是依照本发明一实施例所绘示的标准阶调特性光源提供装置的示意图。请参 照图l，本实施例的光源提供装置100通过光源单元IIO提供光源，并在光源单元110中设 置一个光特性感测单元122以感测光源单元110所发出光的阶调特性。其中，光源单元110 是由多个发光单元(例如发光单元112a 112d)所组成，而此些发光单元例如是发光二极 管(Light EmittingDiode， LED)或是有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode， OLED)，在此不限定其范围。 由光特性感测单元122所感测到的阶调特性将会反馈至光源单元110，以对其所 发出的光源的阶调特性进行调整。经由光源单元110调整后的光源将会送入光导单元130， 而由光导单元130进行调制及均匀化，进而输出作为标准光源。 详细地说，光源单元110所发出光会经由光输出调整单元132进入光均匀化单元 134，而由光均匀化单元134对所进入的光进行调制及均匀化。值得一提的是，进入光均匀 化单元134的光还可经由视效函数检测单元124检测出人眼视效函数，此人眼视效函数即 反映出人眼实际上所看到的光的亮度。此人眼视效函数将立即反馈至光输出调整单元132， 藉以调整进入光导单元130的光量，使得最终由光导单元130输出的光源符合标准亮度阶 调的要求，而可作为后续校正用的标准光源。 图2是依照本发明一实施例所绘示的标准阶调特性光源提供装置的方块图。本实 施例进一步介绍前述实施例中各部件的连接关系及运作方式，其中光源提供装置100包括 光源单元110、感测单元120、光导单元130、及控制单元140，其功能分述如下
光源单元110用以提供光源，其是由多个发光单元112所构成的一个发光模块，此 些发光单元112可以是发光二极管(LED)或是有机发光二极管(OLED)等发光元件，其用途 即在于根据输入电流而发出适当阶调的光。再者，光源单元110中可再配置一个致冷散热 单元114，其可根据系统所测得的光源单元110的温度，而适时调整光源单元110的温度，藉 以将其所发出的光的阶调特性维持在符合标准阶调特性的范围内。 感测单元120包括光特性检测单元122及视效函数检测单元124。其中，光特性检 测单元122可配置在光源单元110内部，而用以检测光源单元110所提供的光源的第一阶 调特性，包括色度、亮度、光谱或色温等光特性。另一方面，视效函数检测单元124则可配置 在光导单元130内部，而用以检测进入光导单元130的光的第二阶调特性，包括人眼视效函数。 光导单元130包括光输出调整单元132及光均匀化单元134。其中，光输出调整 单元132例如是一个电子光圈，其是用以调整进入光导单元130的光源的光量，而光均匀化
6单元134则例如是一个积分球或扩散片，而用以将经由光输出调整单元132进入光导单元 130的光源均匀化，并输出作为标准光源。 控制单元140包括光特性控制模块142及光输出控制模块144。其中，光特性控制 模块142从光特性检测单元142接收其所测得的光特性，而据以控制光源单元110调整其 所提供的光源。另一方面，光输出控制模块144则会从视效函数检测单元124接收其所测 得的人眼视效函数，而据以控制光输出调整单元132调整进入光导单元130的光源的光量。
详细地说，图3是依照本发明一实施例所绘示的调整光源阶调特性方法的流程 图。请同时参照图2及图3，本实施例说明上述的光特性控制模块142如何根据光特性检测 单元142所测得的光特性，而控制光源单元IIO调整其所提供的光源。首先，由使用者输入 一个目标光度值(步骤S310)，接着，利用光特性检测单元142检测光源单元110所提供的 光源的光度值(步骤S320)。然后，光特性控制模块142即会将光特性检测单元142所测得 的光源的光度值与使用者输入的目标光度值比对(步骤S330)，并据以调节提供给光源单 元110的电压输出大小(步骤S340)，使得光源单元110所提供的光源的光度值能够调整至 使用者所输入的目标光度值。 举例来说，若使用者设定的目标光特性色温为5000K，则若光特性检测单元122 测得光源单元IIO所提供的光源的色温为5100K，此时光特性控制模块122即可控制光源单 元110将其所提供的光源的光度值增加，如此反复循环反馈，最后即可将光源单元110所提 供的光源的光度值调整至5000K。另一方面，光输出控制模块144则是从视效函数检测单元 124接收其所检测的人眼视效函数，而据以控制光输出调整单元142调整进入光导单元140 的光源。 通过上述的光特性检测单元122与光特性控制模块142对于光源单元110的反馈 控制，即可将光源单元110所提供的光源的色度、亮度、光谱或色温等光特性调整至所需的 标准。另一方面，通过上述的视效函数检测单元124与光输出控制模块144对于光导单元 130的光输出调整单元132的反馈控制，则可将由光导单元130输出的光源的亮度调整至人 眼实际感受到的亮度。据此，即可提供色度、亮度、光谱或色温均符合标准的光源给使用者 校正之用。 值得一提的是，为了避免光源单元110中各个发光模块发光时所产生的热会影响 到其所提供的光源的光特性，在一实施例中，还可在光源单元110中配置一个温度检测单 元(未绘示)，其可用以监测光源单元110发光时的温度，并提供给控制单元140。而控制 单元140的温度控制模块(未绘示)则会对光源单元110中的致冷散热单元114进行反馈 控制，而将光源单元110所提供光源的色度、亮度、光谱或色温等光特性维持在标准的范围 内。 以上实施例是针对如何提供单一阶调特性的光源做说明，而在另一实施例中，本 发明亦可提供不同阶调特性的光源，以下则再举一实施例详细说明。 图4是依照本发明一实施例所绘示的标准阶调特性光源提供装置的示意图。请参 照图4，本实施例的光源提供装置400通过光源单元410提供光源，其中，光源单元410包括 多个发光模块，每个发光模块均包括多个发光单元(例如412a、414a及416a)，而用以提供 不同阶调特性的光源，例如可发出红绿蓝(RGB)的颜色的光源，本实施例不限定其范围。
针对这些不同阶调特性的光源，光源单元410可各别在发光模块内配置光特性感测单元422a、422b及422c，而用以感测这些光源的阶调特性。同样地，上述的各个发光模块 是由多个发光单元所组成，而此些发光单元例如是发光二极管(LED)或是有机发光二极管 (OLED)，在此不限定其范围。 由光特性感测单元422a、422b及422c所感测到的阶调特性将会反馈至光源单元 410，以对各个发光模块所发出的光源的阶调特性进行调整。经由光源单元410调整后的光 源将会送入光导单元430，而由光导单元430进行调制及均匀化，进而输出作为标准光源。
详细地说，光源单元410所发出光会经由光输出调整单元432进入光均匀化单元 434，而由光均匀化单元434对所进入的光进行调制及均匀化。值得一提的是，进入光均匀 化单元434的光还可经由视效函数检测单元424检测出人眼视效函数，此人眼视效函数即 反映出人眼实际上所看到的光的亮度。此人眼视效函数即可反馈至光输出调整单元432，藉 以调整进入光导单元430的光量，使得最终由光导单元430输出的光源也符合标准亮度阶 调的要求，而可作为后续校正用的标准光源。 值得一提的是，针对不同阶调特性的光源，本实施例包括以循序点亮或连续电流 点亮的方式，分别点亮各个发光模块，并通过对应的光特性感测单元检测其阶调特性并进 行反馈控制。而在这些光源进入光导单元430时，视效函数检测单元434亦可循序检测这 些不同阶调特性光源的人眼视效函数，并反馈至光输出调整单元432，藉以调整进入光导单 元430的各个光源的光量，使得最终由光导单元430输出的光源符合标准亮度的要求，而可 作为后续校正用的标准光源。 图5是依照本发明一实施例所绘示的标准阶调特性光源提供装置的方块图。本实 施例进一步介绍前述实施例中各部件的连接关系及运作方式，其中光源提供装置400包括 光源单元410、感测单元420、光导单元430、及控制单元440，其功能分述如下
光源单元410是由第一发光模块412、第二发光模块414及第三发光模块416所 构成，而例如是分别用以提供红绿蓝(RGB)等不同颜色的光源。此些发光模块均是由多个 发光单元所构成(例如发光单元412a、414a及416a)，而这些发光单元可以是发光二极管 (LED)或是有机发光二极管(OLED)等元件，其可根据输入电流的大小发出适当亮度的光。 再者，发光模块中可分别配置致冷散热单元412b、414b及416b，其可根据系统所测得各个 发光模块的温度，而进行适当调节，藉以将这些发光模块所发出的光的阶调特性维持在符 合标准阶调特性的范围内。 感测单元420包括光特性检测单元422、视效函数检测单元424及温度检测单元 426。其中，光特性检测单元422可配置在光源单元410内部，而用以检测光源单元410所 提供的光源的色度、亮度、光谱或色温等光特性。视效函数检测单元424则配置在光导单元 430内部，而用以检测进入光导单元430的光的人眼视效函数。另一方面，温度检测单元426 亦可配置在光源单元410内部，而用以检测光源单元410的温度。 光导单元430包括光输出调整单元432及光均匀化单元434。其中，光输出调整 单元432例如是一个电子光圈，其是用以调整进入光导单元430的光源的光量，而光均匀化 单元434则例如是一个积分球或扩散片，而用以将经由光输出调整单元432进入光导单元 430的光源均匀化，并输出作为标准光源。 控制单元440包括光特性控制模块442、光输出控制模块444及温度控制模块 446。其中，光特性控制模块442从光特性检测单元442接收其所测得的光特性，而据以控
8制光源单元410中的第一发光模块412、第二发光模块414、第三发光模块416调整其所提 供的光源，其详细的调整内容已于先前实施例中说明，故在此不再赘述。此外，光输出控制 模块444则会从视效函数检测单元424接收其所测得的人眼视效函数，而据以控制光输出 调整单元432调整进入光导单元430的光源的光量。 通过上述的光源提供装置即可提供不同阶调特性，且色度、亮度、光谱或色温均符 合标准的光源供后续校正之用。值得一提的是，本发明还包括将上述实施例中的光源单元 以冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFL)来取代，同样可提供标准的光源 给业者作校正之用，以下则再举一实施例详细说明。 图6是依照本发明一实施例所绘示的标准阶调特性光源提供装置的示意图。请参 照图6，本实施例的光源提供装置600通过光源单元610提供光源，此光源单元610是由冷 阴极灯管(CCFL)612、扩散板(Diffuser)614及导光板(Light guide)616所组成。经由光 源单元610产生的光源将会送入光导单元620，而由光导单元630进行调制及均匀化，进而 输出作为标准光源。 详细地说，光源单元610所发出光会经由光输出调整单元632所给定的光圈进入 光均匀化单元634，而由光均匀化单元634对所进入的光进行调制及均匀化。值得一提的 是，进入光均匀化单元634的光还可经由视效函数检测单元624检测出人眼视效函数，并反 馈至光输出调整单元632，藉以调整进入光导单元630的光量，使得最终由光导单元630输 出的光源也符合标准亮度的要求，而可作为后续校正用的标准光源。 图7是依照本发明一实施例所绘示的标准阶调特性光源提供装置的方块图。本实 施例进一步介绍前述实施例中各部件的连接关系及运作方式，其中光源提供装置600包括 光源单元610、感测单元620、光导单元630及控制单元640，其功能分述如下
光源单元610用以提供光源，其可由冷阴极灯管612、扩散板614及导光板616所 构成。由于冷阴极灯管产生的光具有色温固定的特性，因此在本实施例中无需在光源单元 610中配置光特性传感器以检测其色温并进行反馈控制。 感测单元620包括视效函数检测单元624，其可配置在光导单元630内部，而用以 检测进入光导单元630的光的人眼视效函数。 光导单元630包括光输出调整单元632及光均匀化单元634。其中，光输出调整 单元632例如是一个电子光圈，其是用以调整进入光导单元630的光源的光量，而光均匀化 单元634则例如是一个积分球或扩散片，而用以将经由光输出调整单元632进入光导单元 630的光源均匀化，并输出作为标准光源。 控制单元640包括光输出控制模块644，其可从视效函数检测单元624接收人眼视 效函数，而据以控制光输出调整单元632调整进入光导单元630的光源的光量。
通过上述视效函数检测单元624与光输出控制模块644对于光导单元630的光输 出调整单元632的反馈控制，则可将由光导单元630输出的光源的亮度调整至人眼实际感 受到的亮度。据此，即可提供色度、亮度、光谱或色温均符合标准的光源给使用者校正之用。
综上所述，本发明的标准阶调特性光源提供装置及方法通过积分球等光导单元混 成均匀面光源，且利用光检测器与温度传感器做光源的反馈控制，可控制光源的亮度、色 度、相对色温、光谱等阶调特性，而通过电子光圈调整光导单元的进光量藉以改变其输出光 量，可提供标准亮度阶调的光源。据此，本发明的光源提供装置不仅可提供背光源的研究，也可以使业界在实际运用时有一标准追溯方式，而能够解决制造商与中下游厂商或消费者 因测量结果不一造成的各种纠纷。 虽然本发明已以实施范例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术 人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当 视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
一种标准阶调特性光源提供装置，包括光源单元，提供光源；光导单元，调制及均匀化该光源；感测单元，检测该光源的阶调特性；以及控制单元，耦接至该光源单元及该感测单元，根据该感测单元所检测到的该阶调特性，控制该光源单元调整该光源的该阶调特性使其符合标准阶调特性。
2. 根据权利要求1所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该光源单元包括多个发光模块，且各该些发光模块包括多个发光单元，提供该光源；以及致冷散热单元，调整该发光模块的温度，以维持该光源的该阶调特性。
3. 根据权利要求2所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该些发光单元包括发光二极管、有机发光二极管及冷阴极灯管至少其中之一。
4. 根据权利要求2所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该些发光模块提供单一阶调特性的该光源。
5. 根据权利要求2所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该些发光模块分别提供不同阶调特性的该光源。
6. 根据权利要求5所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该光源单元包括循序点亮该些发光模块的发光单元，以提供不同阶调特性的该光源。
7. 根据权利要求5所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该些不同阶调特性包括红绿蓝色彩空间的阶调特性。
8. 根据权利要求1所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该光导单元包括光输出调整单元，调制由该光源单元接收的该光源的该阶调特性；以及光均匀化单元，均匀化经该光输出调整单元调制的该光源并输出之。
9. 根据权利要求8所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该光输出调整单元包括电子光圈，其根据该感测单元所检测该光源的该阶调特性，调整进入该光导单元的该光源的
10. 根据权利要求8所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该光均匀化单元包括积分球或扩散片。
11. 根据权利要求8所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该感测单元包括光特性检测单元，检测该光源单元所提供的该光源的第一阶调特性，并提供给该控制单元，以对该光源单元进行反馈控制；以及视效函数检测单元，检测进入该光导单元的该光源的第二阶调特性，并提供给该控制单元，以对该光输出调整单元进行反馈控制。
12. 根据权利要求11所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该控制单元包括光特性控制模块，依据该光特性检测单元所检测的该第一阶调特性，控制该光源单元调整其所提供的该光源；以及光输出控制模块，依据该视效函数检测单元所检测的该第二阶调特性，控制该光输出调整单元调整进入该光导单元的该光源。
13. 根据权利要求12所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该第一阶调特性包括色度、亮度、光谱或色温。
14. 根据权利要求12所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该第二阶调特性包括人眼视效函数。
15. 根据权利要求12所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该感测单元还包括温度检测单元，检测该光源单元的温度，并提供给该控制单元，以对该光源单元进行反馈控制。
16. 根据权利要求15所述的标准阶调特性光源提供装置，其中该控制单元还包括温度控制模块，根据该温度检测单元所检测该光源单元的该温度，调整该光源单元所提供的该光源。
17. —种标准阶调特性光源提供方法，该方法包括下列步骤提供光源；检测该光源的阶调特性；根据检测到的该阶调特性，调整该光源的该阶调特性使其符合标准阶调特性；调制及均匀化该光源；以及输出调整后的该光源。
18. 根据权利要求17所述的标准阶调特性光源提供方法，其中提供该光源的步骤包括提供单一阶调特性的该光源。
19. 根据权利要求17所述的标准阶调特性光源提供方法，其中提供该光源的步骤包括循序点亮多个发光模块以提供不同阶调特性的该光源。
20. 根据权利要求19所述的标准阶调特性光源提供方法，其中该些不同阶调特性包括红绿蓝色彩空间的阶调特性。
21. 根据权利要求17所述的标准阶调特性光源提供方法，其中调制及均匀化该光源的步骤包括利用积分球或扩散片均匀化该光源。
22. 根据权利要求17所述的标准阶调特性光源提供方法，其中还包括下列步骤检测该光源的人眼视效函数；以及依据该人眼视效函数，对所输出的该光源进行反馈控制。
23. 根据权利要求22所述的标准阶调特性光源提供方法，其中依据该人眼视效函数，对所输出的该光源进行反馈控制的步骤包括依据该人眼视效函数调整所输出的该光源的光量。
24. 根据权利要求17所述的标准阶调特性光源提供方法，还包括检测该光源的温度；以及根据所检测的该温度，对所输出的该光源进行反馈控制，以维持该光源的该阶调特性。
25. 根据权利要求17所述的标准阶调特性光源提供方法，其中该阶调特性包括色度、亮度、光谱或色温。
全文摘要
一种标准阶调特性光源提供装置及方法，此装置包括光源单元、光导单元、感测单元及控制单元。其中，光源单元提供光源。光导单元用以调制及均匀化光源。感测单元用以检测所述光源的阶调特性。控制单元分别耦接至光源单元及感测单元，而可根据感测单元所检测到的阶调特性，控制光源单元调整其所提供的光源的阶调特性使其符合标准阶调特性。据此，可提供标准阶调特性的光源，使得业界在实际运用时有标准的追溯方式。
文档编号F21S2/00GK101769448SQ20081018687
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者吴贵能, 彭保仁, 徐绍维, 郭升宗, 陈政宪 申请人:财团法人工业技术研究院