(57)【要約】【課題】本発明は、発光ユニットの輝度を確実にコントロールすると同時に、コストも節約する発光装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の発光装置２は、少なくとも一つの発光ユニット２１、第一スイッチユニット２２、エネルギーストレージユニット２３及び光センサーコントロールユニット２４を備える。第一スイッチユニット２２は、発光ユニット２１に電気的に接続される。エネルギーストレージユニット２３は第一スイッチユニット２１に電気的に接続されて、電気エネルギーを蓄積する。光センサーコントロールユニット２４はエネルギーストレージユニット２３に電気的に接続されて、発光ユニット２１の発光エネルギーを計測する。そして、発光エネルギーに基づいて電気エネルギーの大きさが調節され、第一スイッチユニット２２は電気エネルギーの大きさに基づいて発光ユニット２１をコントロールする。【選択図】図２
2008091340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの発光ユニットと、
前記発光ユニットに電気的に接続される少なくとも一つの第一スイッチユニットと、
前記第一スイッチユニットに電気的に接続されて、電気エネルギーを蓄積する少なくとも一つのエネルギーストレージユニットと、
前記エネルギーストレージユニットに電気的に接続されて、前記発光ユニットの発光エネルギーを計測し、前記発光エネルギーに基づいて電気エネルギーの大きさを調節し、さらに、前記第一スイッチユニットが前記電気エネルギーの大きさに基づいて前記発光ユニットをコントロールする少なくとも一つの光センサーコントロールユニットと、を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記エネルギーストレージユニットは電荷ストレージユニットであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電荷ストレージユニットはコンデンサーであることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
さらに、スイッチコントロールユニットを備え、それぞれ前記エネルギーストレージユニット及び前記第一スイッチユニットに電気的に接続されて、前記電気エネルギーに基づいてコントロール信号を発生させることにより前記第一スイッチユニットをコントロールすることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記スイッチコントロールユニットはコンパレーターを備えることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光ユニット、前記エネルギーストレージユニット、前記光センサーコントロールユニット、前記第一スイッチユニット及び前記スイッチコントロールユニットのうち少なくとも２個は集積回路内に設置されることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項７】
前記光センサーコントロールユニットは、前記電気エネルギー及びそれに対応する電圧を調節し、前記コンパレーターは前記電圧と臨界電圧を比較して、比較の結果に基づき、前記第一スイッチユニットによって前記発光ユニットをコントロールすることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
【請求項８】
前記光センサーコントロールユニットは、光センサー回路を備え、前記光センサー回路は前記発光ユニットの発光エネルギーを計測し、前記光センサーコントロールユニットはそれに基づき、前記電気エネルギー及びそれに対応する前記電気エネルギーを調節することを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記光センサー回路が光センサー素子を備えることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記光センサー素子はフォトダイオードあるいはフォトレジスターであることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記光センサーコントロールユニットはさらにバックグラウンド基準値発生回路を備え、前記バックグラウンド基準値発生回路はバックグラウンド基準値信号を発生させ、前記光センサーコントロールユニットはさらに前記バックグラウンド基準値信号に基づき前記光センサー素子のバックグラウンド暗電流から受ける影響を補償することを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記バックグラウンド基準値発生回路はバックグラウンド基準値素子を備えることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記光センサー回路及び前記バックグラウンド基準値発生回路はいずれも抵抗器を備えることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記臨界電圧は所定の臨界電圧値あるいは臨界電圧発生回路によって発生されることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記臨界電圧発生回路はバックグラウンド基準値素子を備えることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記バックグラウンド基準値素子はフォトダイオードあるいはフォトレジスターであることを特徴とする請求項１２あるいは請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記光センサー素子及び前記バックグラウンド基準値素子は同形式の素子であることを特徴とする請求項１２あるいは請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１８】
さらに前記遮光ユニットを備え、前記遮光ユニットは前記バックグラウンド基準値素子を遮蔽することを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記遮光ユニットは半導体製造工程を利用して形成されることを特徴とする請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記遮光ユニットの材質は金属、ポリシリコンあるいは遮光インクであることを特徴とする請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記光センサーコントロールユニットは、さらに電流減算装置あるいは電流ミラーを備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記光センサーコントロールユニットはさらにカラーフィルターを備え、前記光センサー回路に隣接することを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項２３】
前記カラーフィルターは赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター、白色フィルターあるいは赤外線フィルターであることを特徴とする請求項２２に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記発光ユニットは発光ダイオードを備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２５】
前記第一スイッチユニットはスイッチ素子を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２６】
前記スイッチ素子はバイポーラトランジスタあるいは電界効果トランジスタを備えることを特徴とする請求項２５に記載の発光装置。
【請求項２７】
前記第一スイッチユニットはさらにレベルシフト回路を有し、前記スイッチ素子に電気的に接続されることを特徴とする請求項２５に記載の発光装置。
【請求項２８】
前記レベルシフト回路は抵抗器、バイポーラトランジスタ及び／またはＭＯＳＦＥＴを備えることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項２９】
前記発光装置は、パッケージであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３０】
前記発光ユニット、前記エネルギーストレージユニット、前記光センサーコントロールユニット及び前記第一スイッチユニットのうち少なくとも２個は集積回路内に設置されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３１】
さらに、第二スイッチユニットを備え、前記第二スイッチユニットは前記エネルギーストレージユニットに電気的に接続されて、前記第二スイッチユニットを介して前記電気エネルギーが前記エネルギーストレージユニットに入力されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３２】
前記発光ユニット、前記エネルギーストレージユニット、前記光センサーコントロールユニット、前記第一スイッチユニット及び第二スイッチユニットのうち少なくとも２個は集積回路内に設置されることを特徴とする請求項３１に記載の発光装置。
【請求項３３】
前記第二スイッチユニットはバイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ及び／またはインバーターを備えることを特徴とする請求項３１に記載の発光装置。
【請求項３４】
さらに、前記第二スイッチユニットに電気的に接続されて、前記第二スイッチユニットのＯＮ、ＯＦＦをコントロールするゲートドライバーと、
前記第二スイッチユニットに電気的に接続されて、前記電気エネルギーを前記エネルギーストレージユニットに入力するソースドライバーと、を備えることを特徴とする請求項３１に記載の発光装置。
【請求項３５】
さらに、前記発光ユニットに電気的に接続されて、電圧を前記発光ユニットに供給する電圧供給ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３６】
前記電圧は直流電圧あるいは交流電圧であることを特徴とする請求項３５に記載の発光装置。
【請求項３７】
さらに、電流制限ユニットを備え、前記電流制限ユニットはそれぞれ前記電圧供給ユニット及び前記発光ユニットに電気的に接続されることを特徴とする請求項３５に記載の発光装置。
【請求項３８】
前記発光ユニット、前記エネルギーストレージユニット、前記光センサーコントロールユニット、前記第一スイッチユニット及び前記電流制限ユニットのうち少なくとも２個は集積回路内に設置されることを特徴とする請求項３７に記載の発光装置。
【請求項３９】
前記電流制限ユニットは抵抗器、コンデンサーあるいはインダクターであることを特徴とする請求項３７に記載の発光装置。
【請求項４０】
さらに、整流ユニットを備え、前記整流ユニットはそれぞれ前記発光ユニット及び前記電圧供給ユニットに電気的に接続されることを特徴とする請求項３５に記載の発光装置。
【請求項４１】
前記整流ユニットはフルブリッジ式整流回路であることを特徴とする請求項４０に記載の発光装置。
【請求項４２】
前記光センサーコントロールユニットは前記エネルギーストレージユニットに並列接続されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４３】
前記第一スイッチユニットは前記発光ユニットに並列接続されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４４】
前記第一スイッチユニットは前記発光ユニットに直列接続されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４５】
少なくとも一つの発光ユニットと、
少なくとも一つの第一スイッチユニット、少なくとも一つの光センサーコントロールユニット及び少なくとも一つのエネルギーストレージユニットを有し、このうち、前記第一スイッチユニットは前記発光ユニットに電気的に接続され、前記エネルギーストレージユニットは前記第一スイッチユニットに電気的に接続されて、電気エネルギーを蓄積し、前記光センサーコントロールユニットは前記エネルギーストレージユニットに電気的に接続され、さらに、前記発光ユニットの発光エネルギーを計測して、前記発光エネルギーに基づいて前記電気エネルギーの大きさを調節して、前記第一スイッチユニットは前記電気エネルギーの大きさに基づき前記発光ユニットをコントロールする集積回路と、を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項４６】
前記エネルギーストレージユニットは電荷ストレージユニットであることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項４７】
前記電荷ストレージユニットはコンデンサーを備えることを特徴とする請求項４６に記載の発光装置。
【請求項４８】
前記集積回路はさらにスイッチコントロールユニットを備え、前記スイッチコントロールユニットがそれぞれ前記エネルギーストレージユニット及び前記第一スイッチユニットに電気的に接続されて、前記電気エネルギーに基づきコントロール信号が発生されることで前記第一スイッチユニットをコントロールすることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項４９】
前記スイッチコントロールユニットはコンパレーターを備えることを特徴とする請求項４８に記載の発光装置。
【請求項５０】
前記光センサーコントロールユニットは前記電気エネルギー及びそれに対応する電圧を調節し、前記コンパレーターは前記電圧と臨界電圧を比較して、比較の結果に基づいて、前記第一スイッチユニットを介して前記発光ユニットをコントロールすることを特徴とする請求項４９に記載の発光装置。
【請求項５１】
前記光センサーコントロールユニットは光センサー回路を備え、前記光センサー回路は前記発光ユニットの発光エネルギーを計測し、前記光センサーコントロールユニットはそれに基づき、前記電気エネルギー及びその対応する前記電圧を調節することを特徴とする請求項５０に記載の発光装置。
【請求項５２】
前記光センサー回路は光センサー素子を備えることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項５３】
前記光センサー素子はフォトダイオードあるいはフォトレジスターであることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５４】
前記光センサーコントロールユニットは、さらにバックグラウンド基準値発生回路を備え、前記バックグラウンド基準値発生回路はバックグラウンド基準値信号を発生させ、前記光センサーコントロールユニットはさらに前記バックグラウンド基準値信号によって、前記センサー素子のバックグラウンド暗電流から受けた影響を補償することを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５５】
前記バックグラウンド基準値発生回路はバックグラウンド基準値素子を備えることを特徴とする請求項５４に記載の発光装置。
【請求項５６】
前記光センサー回路及び前記バックグラウンド基準値発生回路はいずれも抵抗器を備えることを特徴とする請求項５４に記載の発光装置。
【請求項５７】
前記臨界電圧は所定の臨界電圧値あるいは臨界電圧発生回路によって発生する電圧であることを特徴とする請求項５０に記載の発光装置。
【請求項５８】
前記臨界電圧発生回路はバックグラウンド基準値素子を備えることを特徴とする請求項５７に記載の発光装置。
【請求項５９】
前記バックグラウンド基準値素子はフォトダイオードあるいはフォトレジスターであることを特徴とする請求項５５あるいは請求項５８に記載の発光装置。
【請求項６０】
前記光センサー素子及び前記バックグラウンド基準値素子は同形式の素子であることを特徴とする請求項５５あるいは請求項５８に記載の発光装置。
【請求項６１】
さらに、遮光ユニットを備え、前記遮光ユニットは前記バックグラウンド基準値素子を遮蔽することを特徴とする請求項５９に記載の発光装置。
【請求項６２】
前記遮光ユニットは半導体製造工程を利用して形成されることを特徴とする請求項６１に記載の発光装置。
【請求項６３】
前記遮光ユニットの材質は、金属、ポリシリコンあるいは遮光インクであることを特徴とする請求項６１に記載の発光装置。
【請求項６４】
前記光センサーコントロールユニットはさらに電流減算装置あるいは電流ミラーを備えることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項６５】
前記光センサーコントロールユニットはさらにカラーフィルターを備え、前記光センサー回路に隣接されることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項６６】
前記カラーフィルターは赤のフィルター、緑のフィルター、青のフィルター、白のフィルターあるいは赤外線フィルターであることを特徴とする請求項６５に記載の発光装置。
【請求項６７】
前記発光ユニットは発光ダイオードを備えることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項６８】
前記第一スイッチユニットはスイッチ素子を有することを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項６９】
前記スイッチ素子はバイポーラトランジスタあるいは電界効果トランジスタを備えることを特徴とする請求項６８に記載の発光装置。
【請求項７０】
前記第一スイッチユニットはさらにレベルシフト回路を有し、前記スイッチ素子に電気的に接続されることを特徴とする請求項６８に記載の発光装置。
【請求項７１】
前記レベルシフト回路は抵抗器、バイポーラトランジスタ及び／またはＭＯＳＦＥＴを備えることを特徴とする請求項７０に記載の発光装置。
【請求項７２】
前記集積回路はさらに第二スイッチユニットを備え、前記エネルギーストレージユニットに電気的に接続されて、前記第二スイッチユニットを介して、前記電気エネルギーが前記エネルギーストレージユニットに入力されることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項７３】
前記第二スイッチユニットはバイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ及び／またはインバーターを備えることを特徴とする請求項７２に記載の発光装置。
【請求項７４】
さらに、前記第二スイッチユニットに電気的に接続されて、前記二スイッチユニットをコントロールするゲートドライバーと、
前記第二スイッチユニットに電気的に接続されて、前記電気エネルギーをエネルギーストレージユニットに入力するソースドライバーと、を備えることを特徴とする請求項７２に記載の発光装置。
【請求項７５】
さらに、前記発光ユニットに電気的に接続されて、電圧を前記発光ユニットに供給する電圧供給ユニットを備えることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項７６】
前記電圧は直流電圧あるいは交流電圧であることを特徴とする請求項７５に記載の発光装置。
【請求項７７】
前記集積回路はさらに電流制限ユニットを備え、それぞれ前記電圧供給ユニットび前記発光ユニットに電気的に接続されることを特徴とする請求項７５に記載の発光装置。
【請求項７８】
前記電流制限ユニットは抵抗器、コンデンサーあるいはインダクターであることを特徴とする請求項７７に記載の発光装置。
【請求項７９】
さらに、整流ユニットを備え、それぞれ前記発光ユニット及び前記電圧供給ユニットに電気的に接続されることを特徴とする請求項７５に記載の発光装置。
【請求項８０】
前記整流ユニットはフルブリッジ式整流回路であることを特徴とする請求項７９に記載の発光装置。
【請求項８１】
前記光センサーコントロールユニットは前記エネルギーストレージユニットに並列接続されることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項８２】
前記発光装置は、パッケージであることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項８３】
前記第一スイッチユニットは前記発光ユニットに並列接続されることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項８４】
前記第一スイッチユニットは前記発光ユニットに直列接続されることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項８５】
前記発光装置は少なくとも一つの発光ユニット、第一スイッチユニット、エネルギーストレージユニット及び光センサーコントロールユニットを有し、前記第一スイッチユニットは前記発光ユニットに電気的に接続され、前記エネルギーストレージユニットは前記第一スイッチユニットに電気的に接続され、前記光センサーコントロールユニットは前記エネルギーストレージユニットに電気的に接続される発光装置のコントロール方法であって、
電気エネルギーを前記エネルギーストレージユニット内に蓄積するステップと、
前記電気エネルギーによって前記第一スイッチユニットを通電させることで前記発光ユニットを発光させるステップと、
前記光センサーコントロールユニットによって前記発光ユニットの発光エネルギーストレージユニットを計測して、前記エネルギーストレージユニットによって蓄積される前記電気エネルギーを調節するステップと、
前記電気エネルギーによって前記第一スイッチユニットをＯＦＦにして前記発光ユニットの発光を終了させるステップと、を含むことを特徴とする発光装置のコントロール方法。
【請求項８６】
さらに、電圧を前記発光ユニットに入力するステップを含むことを特徴とする請求項８５に記載の発光装置のコントロール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及びそのコントロール方法に関し、特にセルフ・フィードバック機能を有する発光装置及びそのコントロール方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（LCD apparatus）においては、従来、陰極蛍光ランプがバックライトモジュールの発光ユニットとして用いられていたが、陰極蛍光ランプはカラー表示の面で発光ダイオード（light emitting diode, LED）に劣るため、発光ダイオードの技術が熟知され一般化されてきた現在では、発光ダイオードを液晶表示装置のバックライトモジュールの光源として使用する業者もある。
【０００３】
液晶テレビのような液晶表示装置は、そのバックライトモジュールが必要とする発光ダイオードの数量は通常数十から数百個である。リアルな色彩表現、あるいはよりよい画面表示を行うために、発光ダイオードの平均輝度をコントロールすることは極めて重要な技術の一つである。
【０００４】
図１Ａに示したように、従来のバックライトモジュールは複数の発光ダイオード１１、光センサー１２及びコントローラー１３を有する。光センサー１２は、各発光ダイオード１１が発光した時にその光線を受け、それに基づいてセルフ・フィードバック信号を発生させてコントローラー１３に送り、さらに、コントローラー１３を介してセルフ・フィードバック信号によって対応する発光ダイオード１１の輝度を調整する。
【０００５】
また、近年、他のバックライトモジュールも提供されており、そのバックライトモジュールにおいては、複数の発光ダイオード１１が多数のゾーンに分けられている。例えば、図１Ｂでは、複数の発光ダイオード１１は１２個のゾーンに分けられている。どのゾーンも例えば４個の発光ダイオード１１と一つの光センサー１２が組み合わされて、ゾーン毎に発光ダイオードの輝度を調整する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発光ダイオード１１が１２個のゾーンに分けられていることで、発光ダイオード１１の輝度を調整するコントローラー（図示はされない）が１２個のチャンネルを必要とし、それによってそれぞれ１２個のゾーンの発光ダイオード１１の輝度をコントロールする。そして、バックライトモジュールの発光ダイオードの数量が多くなり、ゾーンが多くなると、コントローラーが必要とするチャンネルの数量もそれに伴って多くなるため、コントローラーのコストが高くなる。
【０００７】
このように、上述のいずれの方法においても、光センサーによって発光ダイオードの発光強度を計測して、フィードバックした後、それに基づいて発光ダイオードのパワーを調整する必要がある。そして、従来の技術において目的を達成するためには、多くのコストを必要とする。したがって、本発明は、発光ユニットの輝度を確実にコントロールするとともに、コストも節約することができる発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の発光装置は、少なくとも一つの発光ユニット、スイッチユニット、エネルギーストレージユニット及び光センサーコントロールユニットを備える。第一スイッチユニットは発光ユニットに電気的に接続される。エネルギーストレージユニットは第一スイッチユニットに電気的に接続されて、電気エネルギーを蓄える。光センサーコントロールユニットはエネルギーストレージユニットに電気的に接続されて、発光ユニットの発光エネルギーを計測する。さらに、その発光エネルギーに基づいて電気エネルギーの大きさを調節し、第一スイッチユニットはその電気エネルギーの大きさによって発光ユニットをコントロールする。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明の発光装置は少なくとも一つの発光ユニット及び集積回路を備える。集積回路は第一スイッチユニット、エネルギーストレージユニット及び光センサーコントロールユニットを有する。第一スイッチユニットは発光ユニットに電気的に接続される。エネルギーストレージユニットは第一スイッチユニットに電気的に接続され、電気エネルギーを蓄積する。光センサーコントロールユニットは、エネルギーストレージユニットに電気的に接続されて、発光ユニットの発光エネルギーを計測する。さらに、その発光エネルギーに基づいて電気エネルギーの大きさを調節する。第一スイッチユニットはその電気エネルギーの大きさによって発光ユニットをコントロールする。
【００１０】
さらに、上記課題を解決するため、本発明の発光装置のコントロール方法により実施される。このうち、発光装置は少なくとも一つの発光ユニット、第一スイッチユニット、エネルギーストレージユニット及び光センサーコントロールユニットを備える。第一スイッチユニットは発光ユニットに電気的に接続され、エネルギーストレージユニットは第一スイッチユニットに電気的に接続され、光センサーコントロールユニットはエネルギーストレージユニットに電気的に接続される。コントロール方法は以下のステップを備える。エネルギーストレージユニットに電気エネルギーを蓄積する。電気エネルギーが第一スイッチユニットに通電することで、発光ユニットを発光させる。光センサーコントロールユニットが発光ユニットの発光エネルギーを計測することにより、エネルギーストレージユニットが蓄積した電気エネルギーを調節する。そして、電気エネルギーによって、第一スイッチユニットをＯＦＦにすることで発光ユニットの発光を終了させる。
【００１１】
このように、本発明の発光装置及びそのコントロール方法は、光センサーコントロールユニットが、発光ユニットが点灯された後の光線を受けると、電流の漏れが発生する特性を利用して、エネルギーストレージユニット中の電気エネルギーを消費させ、あるいは調節し、電気エネルギーが消耗しきった後に、発光ユニットをＯＦＦにする。したがって、エネルギーストレージユニットが蓄積した電気エネルギーが発光ユニットの発光時間を決定することにより、発光ユニットの輝度をコントロールする。また、集積回路のモジュール化により、効果的に素子の数量を減少させることが可能で、コスト削減にも役立つ。また、光センサーコントロールユニット中の光センサー素子が発光ユニットの光を受けると、光電流を発生させる特性を利用することで、エネルギーストレージユニット中の電気エネルギーを調節することが可能である。また、さらに別の光を受けないバックグラウンド基準値素子を利用することで、バックグラウンド暗電流基準値を発生させて、光電流とバックグラウンド暗電流基準値の差によってエネルギーストレージユニット中の電気エネルギーを調節する。こうすることで、バックグラウンド暗電流による影響を補償することが可能である。他の補償方法は、臨界電圧を回路に発生させ、バックグラウンド基準値素子によって臨界電圧を調節することで、コンパレーターが比較演算する際に、バックグラウンド暗電流による影響を相殺するものである。したがって、コンパレーターはただちに発光ユニットの発光時間を決定することで、発光ユニットの累積発光エネルギーをコントロールする。これはすなわち、累積発光エネルギーが初期設定値に達した時、第一スイッチユニットによって発光ユニットをコントロールして発光を終了させるということである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光装置及びそのコントロール方法は、光センサーコントロールユニットが、発光ユニットがつけられた後の光線を受けると、電流の漏れが発生する特性を利用して、エネルギーストレージユニット中の電気エネルギーを消費させ、あるいは調節し、電気エネルギーが消耗しきった後に、発光ユニットをＯＦＦにする。したがって、エネルギーストレージユニットが蓄積した電気エネルギーが発光ユニットの発光時間を決定することにより、発光ユニットの輝度をコントロールする。また、集積回路のモジュール化により、効果的に素子の数量を減少させることが可能で、コスト削減にも役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例の発光装置及びそのコントロール方法について説明する。
【００１４】
［第一実施例］
図２を参照しながら説明する。本発明における第一実施例の発光装置２は、少なくとも一つの発光ユニット２１、第一スイッチユニット２２、エネルギーストレージユニット２３及び光センサーコントロールユニット２４を備える。
【００１５】
発光ユニット２１は、冷陰極蛍光ランプ、熱陰極蛍光ランプあるいは発光ダイオードを備える。本実施例において、発光ユニット２１は発光ダイオードを例としている。また、発光ダイオードは、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードあるいは青色発光ダイオードのいずれも可能である。
【００１６】
第一スイッチユニット２２は発光ユニット２１に電気的に接続される。このうち、第一スイッチユニット２２は、バイポーラトランジスタ（BJT）あるいは電界効果トランジスタ（FET）を備える。本実施例において、第一スイッチユニット２２はＭＯＳ電界効果トランジスタを例としている。
【００１７】
エネルギーストレージユニット２３は、第一スイッチユニット２２に電気的に接続されて、電気エネルギーを蓄積する。本実施例において、エネルギーストレージユニット２３は電荷ストレージユニットであり、さらに電荷ストレージユニットは、コンデンサーを備え、電気エネルギー量は電圧形式でコンデンサー内に蓄積される。エネルギーストレージユニットの特性が異なると、電気エネルギー量は異なる型式（例えば電流）でエネルギーストレージユニット内に蓄積される。
【００１８】
光センサーコントロールユニット２４は、エネルギーストレージユニット２３に電気的に接続されて、発光ユニット２１の発光エネルギーを計測し、発光エネルギーによって電気エネルギーの大きさを調節する。さらに、第一スイッチユニット２２は、エネルギーストレージユニット２３が蓄積した電気エネルギーの大きさによってＯＮ（turn on）、ＯＦＦ（turn off）の動作を行うことにより、発光ユニット２１の発光をコントロールする。ここで言うところのＯＮ、ＯＦＦの動作とは、スイッチユニットが電気エネルギーの比較的大きい幅の変化によって行われる動作を指す。本実施例において、光センサーコントロールユニット２４は、フォトダイオード（photo diode）を備え、エネルギーストレージユニット２３に電気的に接続される。当然、光センサーコントロールユニット２４もまたコントロール回路を備え、フォトダイオードに電気的に接続されて、追加的なコントロール効果をもたらす。
【００１９】
ここで言う電気的な接続とは、直接的に電気的に接続されるか、間接的に電気的に接続されるかであり、いわゆる関節的な電気的接続というのは、２個の素子の間に他の素子が介在して、相互に電気的に接続されることを意味する。
【００２０】
また、発光ダイオードが有色発光ダイオードの場合、特定の波長の範囲に対して感光させるために、光センサーコントロールユニット２４は、カラーフィルターを備える。カラーフィルターは発光ダイオードの発光波長に対応し、それは赤のカラーフィルター、緑のカラーフィルター、青のカラーフィルターあるいは白のカラーフィルターが可能であり、さらに、赤外線フィルターでも可能である。
【００２１】
本実施例において、発光装置２が単一の発光ユニット２１あるいは複数の発光ユニット２１にかかわらず、発光装置２は全てその総発光エネルギーを一致させることが可能である。以下に、図２に示した回路によってさらに本発明の発光装置２を説明する。Ｑはコンデンサーが蓄積する電荷量（charge）を表し、これはまた、エネルギーストレージユニット２３が蓄積する電荷量でもある。Ｃはコンデンサーの静電容量（capacitance）を表し、これはまたエネルギーストレージユニット２３が蓄積する静電容量でもある。Ｖはコンデンサーのクロスオーバ電圧であり、これはまたエネルギーストレージユニット２３のクロスオーバ電圧でもある。ｔはコンデンサーの放電時間を表す。αはすでにわかっている係数を表す。Ｉは光センサーコントロールユニット２４を流れる電流を表す。Ｌは発光ユニット２１の発光パワーを表す。Ｅは発光ユニットの総発光エネルギーを表す。その総発光エネルギーの方程式は以下のとおりである。
【数１】
2008091340.tif 000003
【００２２】
式（１）から（４）までを見るとわかるように、光センサーコントロールユニット２４を流れる電流と発光ユニット２１の発光パワーは、正比例の関係にある。そして、コンデンサーのキャパシタンスは固定値である。故に、発光ユニット２１の総発光エネルギーは、コンデンサーのクロスオーバ電圧（すなわちコンデンサーに入力される電圧）によって決定される。このため、発光ユニット２１をコントロールする発光パワーによってその発光エネルギーを維持させる必要がない。言い換えれば、発光ユニット２１の発光パワーが比較的大きい時、光センサーコントロールユニット２４は、コンデンサーによって蓄積される電気エネルギーを比較的速く消費させるということである。逆に、発光ユニット２１の発光パワーが比較適小さい時、光センサーコントロールユニット２４は、コンデンサーによって蓄積される電気エネルギーを比較的ゆっくり消費させる。さらに、異なる発光パワーの下では、発光ユニット２１の総発光エネルギーを一致させる効果を達成する。
【００２３】
さらに説明を加えると、本実施例において、光センサーコントロールユニット２４は発光ユニット２１の発光エネルギーを計測して、それに基づいてコンデンサーの電気エネルギーを消費させる。逆に、光センサーコントロールユニット２４によって発光ユニット２１の発光エネルギーを計測し、それに基づいてコンデンサーの電気エネルギーを増加させることも行う。この時、上記のｔは充電時間を表す。さらに、光センサーコントロールユニット２４は、発光ユニット２１の発光エネルギーを計測して、それに基づきコンデンサーの電気エネルギーの大きさを調節する。
【００２４】
図３Ａを参照しながら説明する。発光装置２は、さらに第二スイッチユニット２５、電圧供給ユニット２６及び電流制限ユニット２７を備える。このうち、第二スイッチユニット２５は、エネルギーストレージユニット２３に電気的に接続されて、第二スイッチユニット２５をコントロールすることにより、電気エネルギーをエネルギーストレージユニット２３に入力する。電圧供給ユニット２６は、発光ユニット２１に電気的に接続されて、電圧を発光ユニット２１に供給する。電流制限ユニット２７は、それぞれ電圧供給ユニット２６及び発光ユニット２１に電気的に接続されることにより、発光ユニット２１が発光する電圧の強度を制限して駆動させて、電圧の強度が大きすぎて発光ユニット２１を破損するのを回避する。本実施例において、第二スイッチユニット２５は、第一スイッチユニット２２と同様にバイポーラトランジスタあるいは電界効果トランジスタを備える。電圧供給ユニット２６は、例えば電圧源あるいは電流源である。これは直流電圧を発光ユニット２１に供給する。電流制限ユニット２７は抵抗器である。
【００２５】
また、本実施例において、第一スイッチユニット２２、エネルギーストレージユニット２３、光センサーコントロールユニット２４及び第二スイッチユニット２５の少なくともそのうちの２個は、集積回路（integrated circuit）ＩＣ１内に設置される（図３Ａに示す）。さらに、第一スイッチユニット２２、エネルギーストレージユニット２３、光センサーコントロールユニット２４、第二スイッチユニット２５及び電流制限ユニット２７のうちの少なくとも２個は、集積回路ＩＣ２中に設置される（図３Ｂに示す）。さらに、発光ユニット２１もまた集積回路ＩＣ１あるいはＩＣ２内に設置される。
【００２６】
さらに、本実施例において、発光装置２は、パッケージ（package）Ｐ１であり、発光ユニット２１と集積回路ＩＣ１あるいは集積回路ＩＣ２は、パッケージＰ１内に設置される（図３Ｃに示す）。パッケージ技術は多く、さらに、多くのパッケージ技術分野の技術者が熟知しているため、ここではパッケージＰ１のパッケージ方式を限定しない。発光装置２は、  単一のパッケージの外、バックライトモジュール、一般照明装置、発光ダイオードディスプレーあるいはその他の分野の発光装置も可能であり、これもここでは制限しない。
【００２７】
上記において、集積回路あるいはパッケージ内に設置する際の組み合わせ状態に関しては、特に制限しない。それは、実際の設計に応じて自由に選択が可能である。当然、一個の集積回路あるいはパッケージ内に複数の第一スイッチユニット２２、エネルギーストレージユニット２３、光センサーコントロールユニット２４、第二スイッチユニット２５、電流制限ユニット２７あるいはコントロール回路が設置されることも可能である。
【００２８】
集積回路あるいはパッケージは、発光装置２をモジュール化させる以外に、光センサーコントロールユニット２４をさらに発光ユニット２１によって発生された光線を確実に受けて、外的環境からの光の干渉を少なくする。
【００２９】
さらに、図３Ｂを参照しながら説明する。第二スイッチユニット２５が通電した時、発光装置２は電気エネルギー（電圧）を、第二スイッチユニット２５を経由してエネルギーストレージユニット２３に入力する。エネルギーストレージユニット２３が蓄積する電気エネルギーが第一スイッチユニット２２を通電させるに足りる時、第一スイッチユニット２２が通電する時と発光ユニット２１は同時に点灯される。この時、同時に、光センサーコントロールユニット２４は、発光ユニット２１によって発生された光線を受けて照射され、漏電を開始し、エネルギーストレージユニット２３によって蓄積された電気エネルギーを消費させる。本実施例において、光センサーコントロールユニット２４は、一定の電流の放電によって電気エネルギーを消費させる。その放電の速さは、発光ユニット２１の輝度とほぼ正比例の関係にある。また、発光ユニット２１の発光エネルギーが強いほど、光センサーコントロールユニット２４が電気エネルギーを消費するスピードも速い。電気エネルギーが消耗しきった後（すなわち電圧が第一スイッチユニット２２の通電臨界電圧値より小さい時）、第一スイッチユニット２２はただちにＯＦＦとなる。そして、発光ユニット２１も伴ってＯＦＦとなり、発光を終了させる。
【００３０】
図４を参照しながら説明する。簡単に言えば、発光ユニット２１の通電（発光）時間ＴＯＮは、エネルギーストレージユニット２３が蓄積する電気エネルギーの大きさＥＶに伴って変化する。さらに、
【数２】
2008091340.tif 000004
の式が成立する。
【００３１】
したがって、エネルギーストレージユニット２３が蓄積する電気エネルギーの大きさＥＶをコントロールすることで、発光ユニット２１の平均輝度をコントロールする。例えば、エネルギーストレージユニット２３によって蓄積された電気エネルギーが増加すると（例えば電圧値のアップ）、光センサーコントロールユニット２４の放電時間は相対に増加する。このため、発光ユニット２１の発光時間が増加する。
【００３２】
上記説明及び図は、第一スイッチユニット２２及び発光ユニット２１を直列接続方式によって説明している。しかしながら、実際の設計では、図５に示すように、第一スイッチユニット２２と発光ユニット２１もまた、並列接続方式によって接続しても、光センサーコントロールユニット２４によって、コントロールユニット２４が計測した発光ユニット２１の発光エネルギーを計測することにより、コンデンサーの電気エネルギーの大きさを調節して、発光ユニット２１をコントロールすることが可能である。
【００３３】
次に、図６を参照しながら説明する。本実施例において、発光ユニット２１はさらに、三組の並列接続方式で電気的に接続される発光ダイオードを備える。そして、電流制限ユニット２７は、三個及び三組の発光ダイオードが互いに対応する形で電気的に接続される抵抗器を備える。このうち、三組の発光ダイオードは、それぞれ赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードあるいはその他の色の発光ダイオードである。
【００３４】
さらに、本実施例において、発光装置２はさらに、スイッチコントロールユニット２８、ゲートドライバー回路（row driving circuit）ＤＧ及びソースドライバー回路（column driving circuit）ＤＳを備える。
【００３５】
スイッチコントロールユニット２８は、それぞれ第一スイッチユニット２２及びエネルギーストレージユニット２３に電気的に接続されて、エネルギーストレージユニット２３によって蓄積された電気エネルギーに基づいて、コントロール信号を発生させることにより、第一スイッチユニット２２をコントロールして、ＯＮ、ＯＦＦの動作を行う。当然、スイッチコントロールユニット２８は、集積回路ＩＣ１あるいはＩＣ２内に設置されることも可能である。
【００３６】
ゲートドライバー回路ＤＧは、第二スイッチユニット２５に電気的に接続されて、第二スイッチユニット２５のＯＮ、ＯＦＦ動作をコントロールする。さらに、ソースドライバー回路ＤＳもまた第二スイッチユニット２５に電気的に接続されて、第二スイッチユニット２５を通電状態にある時、電気エネルギーは第二スイッチユニット２５を経由してエネルギーストレージユニット２３に入力される。本実施例において、第二スイッチユニット２５は、ＭＯＳ電界効果トランジスタであるため、ゲートドライバー回路ＤＧは、ゲート駆動回路であり、第二スイッチユニット２５のゲートに電気的に接続される。そして、ソースドライバー回路ＤＳは、ソース駆動回路であり、第二スイッチユニット２５のソースに電気的に接続される。
【００３７】
図６及び図７Ａを参照しながら説明する。本実施例において、発光装置２に複数の発光ユニット２１を有する時、ソースドライバー回路ＤＳ及びゲートドライバー回路ＤＧは、行列方式で第二スイッチユニット２５に電気的に接続されて、それぞれこれをコントロールする。さらに、発光ユニット２１をコントロールする。例えば、発光装置２が光源ゾーンを１２個のゾーンに分けてコントロールする時、すなわち発光装置２は１２組の発光ユニット２１を有する時、３組のゲートドライバー回路ＤＧ及び４組のソースドライバー回路ＤＳによって１２のゾーンの第二スイッチユニット２５をコントロールし、さらに、発光ユニット２１をコントロールする。このため、その必要とするコントロールチップは、わずか７個のチャンネルのみで１２個のゾーンの発光ユニット２１をコントロールすることが可能である。また、この構造の電圧供給ユニット２６は共用できる。
【００３８】
全体的に見ると、図７Ｂに示したように、それはパッケージＰ１、ゲートドライバー回路ＤＧ及びソースドライバーＤＳが組み合わされて応用される。そして、集積回路ＩＣ１及び発光ユニット２１はパッケージＰ１内に設置される。
【００３９】
［第二実施例］
図８を参照しながら説明する。本発明の第二実施例における発光装置３は、発光ユニット３１、第一スイッチユニット３２、エネルギーストレージユニット３３、光センサーコントロールユニット３４、第二スイッチユニット３５、電圧供給ユニット３６、電流制限ユニット３７、スイッチコントロールユニット３８、ゲートドライバー回路ＤＧ’及びソースドライバー回路ＤＳ’を備える。
【００４０】
このうち、エネルギーストレージユニット３８、光センサーコントロールユニット３３、第二スイッチユニット３５、スイッチコントロールユニット３８、ゲートドライバー回路ＤＧ’及びソースドライバー回路ＤＳ’は、本発明の第一実施例におけるエネルギーストレージユニット２３、光センサーコントロールユニット２４、第二スイッチユニット２５、スイッチコントロールユニット２８、ゲートドライバー回路ＤＧ及びソースドライバー回路ＤＳの構造と同様であるため、ここでは再度の説明を省略する。
【００４１】
発光ユニット３１、第一スイッチユニット３２、エネルギーストレージユニット３３、光センサーコントロールユニット３４、第二スイッチユニット３５、スイッチコントロールユニット３８の少なくともそのうちの２個は、集積回路内（図示はされない）に設置される。
【００４２】
第一実施例と異なる点は、第二実施例においては、発光ユニット３１は少なくとも２個の発光ダイオードがダイオードリング（diode ring）を形成するという点である。電圧供給ユニット３６は、交流電圧を供給して、交流電圧の周期のプラス側及びマイナス側の期間内にそれぞれ発光ダイオードを駆動させる。そして、電流制限ユニット３７は、コンデンサーである。それは、回路内の実際のパワーを消費させないため、回路におけるパワーの消耗を減少させることが可能であり、効率を上げる効果がある。当然、異なる回路構造において、電流制限ユニット３７はインダクターでも可能である。
【００４３】
次に、図９を参照しながら説明する。本発明の第二実施例における発光装置３の他の状態である。このうち、電流制限ユニット３６は、交流電圧を発生させる。発光ユニット３１’は発光ダイオードあるいは複数の直列に電気的に接続された発光ダイオードを備える。そして、整流ユニット３９は、それぞれ電流制限ユニット３７及び発光ユニット３１’に電気的に接続される。本実施例において、整流ユニット３９はフルブリッジ式整流回路である。それは、交流電圧を直流電圧に変換した後、さらに発光ユニット３１’に入力する。このように、電流制限ユニット３７はコンデンサーであるため、回路内の実際のパワーを消費することがないのでパワーの消耗が減少できることで、効率を上げる効果を有する。
【００４４】
［第三実施例］
図１１Ａを参照しながら説明する。本発明の第三実施例における発光装置４が前述の実施例と異なるのは、以下のとおりである。スイッチコントロールユニット４８は、コンパレーターを備え、光センサーコントロールユニット４４は光センサー回路４４１を備える。光センサー回路４４１は発光ユニット４１の発光エネルギーを計測し、光センサーコントロールユニット４４は、電気エネルギー及びその対応する電圧Ｖ１を調節する。しかしながら、光が点灯しない時、光センサー回路４４１は、環境温度を計測してバックグラウンド暗電流を発生させる。そして、電気エネルギー及びその対応する電圧Ｖ１を消費させる。したがって、スイッチコントロールユニット４８は、電圧Ｖ１と臨界電圧Ｖ２を比較して、その比較結果に基づいて、第一スイッチユニット４２を介して発光ユニット４１をコントロールする。
【００４５】
また、本実施例において、臨界電圧Ｖ２は、臨界電圧発生回路Ｃ１によって供給される。このうち、光センサー回路４４１は、光センサー素子４４１ａを備え、臨界電圧発生回路Ｃ１はバックグラウンド基準値素子Ｃ１ａを備える。
【００４６】
光センサー素子４４１ａはフォトダイオードあるいは光抵抗器（photo resistor）を備える。バックグラウンド基準値素子Ｃ１ａはフォトダイオードあるいは光抵抗器を備える。本実施例において、光センサー素子４４１ａ及びバックグラウンド基準値素子Ｃ１ａはいずれもフォトダイオードを例として説明している。このうち、光センサー素子４４１ａ及びバックグラウンド基準値素子Ｃ１ａは、同形式の素子であるが、バックグラウンド基準値素子Ｃ１ａは遮蔽されて光を受けず、発光ユニット４１の発光エネルギーには作用しない。また、本実施例において、発光装置４はさらに遮光ユニットＢを備え、バックグラウンド基準値素子Ｃ１ａを遮蔽するのに用いられる。遮光ユニットＢの材質は金属、ポリシリコンあるいは遮光インクを例としており、半導体製造過程において形成されることも可能である。
【００４７】
第二スイッチユニット４５はＢＪＴ、ＭＯＳＦＥＴ及び／またはインバーターを備える。本実施例においては、２個のＭＯＳＦＥＴ４５１、４５２をインバーター４５３に組み合わせた例で説明している。第二スイッチユニット４５はエネルギーストレージユニット４３及び光センサーコントロールユニット４４に電気的に接続される。このため、ＭＯＳＦＥＴ４５１がＯＮの時、電荷はエネルギーストレージユニット４３内に送られ、ＭＯＳＦＥＴ４５１がＯＦＦの時、スイッチ信号はインバーター４５３を介して方向が変更された後、ＭＯＳＦＥＴ４５２をＯＮにし、エネルギーストレージユニット４３に蓄積された電気エネルギーは光センサーコントロールユニット４４内に入力される。
【００４８】
したがって、光センサー回路４４１は発光ユニット４１の発光エネルギーを計測して光電流を発生させる外、環境温度によってバックグラウンド暗電流を発生させる。そして、光センサー回路４４１は光電流と暗電流の総合によって電圧Ｖ１を発生させる。また、光を受けない臨界電圧発生回路Ｃ１は、暗電流によってのみ臨界電圧Ｖ２を発生させる。
【００４９】
このように、スイッチコントロールユニット４８は、光センサーコントロールユニット４４１によって発生された電圧Ｖ１と、臨界電圧発生回路Ｃ１によって発生された臨界電圧Ｖ２を比較して、暗電流の影響を相殺する。さらに、スイッチコントロールユニット４８は、第一スイッチユニット４２のスイッチ素子４２１をコントロールすることによって発光ユニット４１をコントロールする。
【００５０】
さらに、図１１Ｂを参照しながら説明する。本実施例において、光センサー回路４４１は、さらに抵抗器４４１ｂを備える。臨界電圧発生回路Ｃ１もまた抵抗器Ｃ１ｂを備え、２個の抵抗器４４１ｂ、Ｃ１ｂはそれぞれ光センサー回路４４１及び臨界電圧発生回路Ｃ１の２個のフォトダイオードに直列接続されることにより、光センサー回路４４１と臨界電圧発生回路Ｃ１に分圧器の機能を持たせる。
【００５１】
また、図１２Ａを参照しながら説明する。本実施例において、第一スイッチユニット４２は、スイッチ素子４２１及びレベルシフト回路４２２を有する。レベルシフト回路４２２は抵抗器、ＢＪＴ及び／またはＭＯＳＦＥＴを備える。そして、スイッチ素子４２１に電気的に接続される。レベルシフト回路４２２はスイッチ素子４２１に入力する電圧準位を高めるのに用いられて、入力信号のノイズを除去することで、スイッチユニット４２の反応をさらに鋭敏にする。また、図１２Ｂに示したのは、レベルシフト回路４２２一種設計方式である。レベルシフト回路４２２は、抵抗器４２２ａ及びＭＯＳＦＥＴ４２２ｂに直列接続で構成される。
【００５２】
最後に注意すべきなのは、レベルシフト回路４２２の設計方式は、本実施例に限らず、必要な機能を有することが優先的に考慮されるという点である。
【００５３】
［第四実施例］
図１３Ａを参照しながら説明する。本発明の第四実施例における発光装置５が第三実施例と異なる点は次のとおりである。臨界電圧Ｖ２は所定の臨界電圧値であり、光センサーコントロールユニット５４内にさらにバックグラウンド基準値発生回路５４２を有し、バックグラウンド基準値信号を発生させて、光センサーコントロールユニット５４は、さらにバックグラウンド基準値信号に基づいて、光センサーユニットが受けるバックグラウンド暗電流の影響を補償する。このうち、バックグラウンド基準値発生回路５４２はバックグラウンド基準値素子５４２ａを備える。バックグラウンド基準値素子５４２ａは、第三実施例におけるバックグラウンド基準値素子Ｃ１ａと同様であるため、ここでは説明を行わない。
【００５４】
このため、光センサー回路５４１の光センサー素子５４１ａ及びバックグラウンド基準値素子５４２ａによって形成される分圧器が発生させる電圧Ｖ１と臨界電圧Ｖ２を比較することにより、環境温度によって発生するバックグラウンド暗電流の影響を相殺する。
【００５５】
また、図１３Ｂを参照しながら説明する。バックグラウンド基準値素子５４２ａは、先に電流ミラーＭ１に電気的に接続され、暗電流を複製して出力する。図１３Ｃに示したのは、バックグラウンド基準値素子５４２ａの偏圧をコントロール方法である。本実施例において、電流ミラーＭ１は、さらにオペアンプ０１と接続する。電流ミラーＭ１の設計方式は、本実施例に限らず、回路全体の機能を高めることを優先的に考慮する。
【００５６】
さらに、図１４に示したのは、本発明の第四実施例における発光装置５の他の状態である。光センサーコントロールユニット５４のバックグラウンド基準値発生回路５４２はさらに電流減算装置５４２ｂを備え、光センサー素子５４１ａ及びバックグラウンド参考値素子５４２ａに電気的に接続されることで、バックグラウンド暗電流を相殺する。
【００５７】
次に、図１５Ａから図１５Ｃを参照しながら説明する。電流減算装置５４２ｂは、電流ミラーＭ２にオペアンプＯ２を組み合わせて異なる設計にする。そして、Ｉ１とＩ２分はそれぞれ光センサー素子５４１ａ及びバックグラウンド基準値素子５４２ａを流れるフォトダイオードの電流を現す。このうち、電流減算装置５４２ｂの設計方式は本実施例に限らず、異なる状況に応じて異なる設計方式を採用することが可能であり、回路全体の機能を高めることを考慮することが優先である。
【００５８】
図１０に示したように、本発明の好適な実施例における発光装置のコントロール方法は、以下のステップを備える。ステップＳ０１は、電気エネルギーをエネルギーストレージユニットに蓄積する。ステップＳ０２は、電気エネルギーに基づき第一スイッチユニットを通電させて、発光ユニットを発光させる。ステップＳ０３は、光センサーコントロールユニットが発光ユニットの発光エネルギーを計測して、エネルギーストレージユニットが蓄積した電気エネルギーを調節する。ステップＳ０４は、電気エネルギーに基づき第一発光ユニットをＯＦＦにして、発光ユニットの発光を終了させる。詳細なコントロール方法は、すでに上記の実施例において説明済みであるため、ここでは説明を行わない。
【００５９】
このように、本発明における発光装置及びそのコントロール方法は、光センサーコントロールユニットが点灯した発光ユニットの光線を受けると、電流の漏れを発生させるという特性を利用することにより、エネルギーストレージユニット内の電気エネルギーを消費、あるいは調節し、さらに、電気エネルギーが消耗しきると、ただちに発光ユニットをＯＦＦにする。したがって、エネルギーストレージユニットが蓄積した電気エネルギーが発光ユニットの発光時間を決定することで、発光ユニットの総発光エネルギーをコントロールする。また、行列によるコントロール方式により、コントロールチップが必要とするチャンネル数を減少させることが可能で、このため、発光装置のコストを削減させることも可能である。さらに、交流電圧及び電流制限ユニットを組み合わせて使用し、パワーの消費を抑えることも可能である。また、光センサーコントロールユニット内の光センサー素子が、発光ユニットの光を受けると、ただちに光電流を発生させるという特性を利用して、エネルギーストレージユニット内の電気エネルギーを調節する。また、さらに、他の光を受けないバックグラウンド基準値素子を利用して、バックグラウンド暗電流基準値を発生させて、光電流とバックグラウンド暗電流基準値の差によって、エネルギーストレージユニットの電気エネルギーを調節するため、バックグラウンド暗電流によって生じる影響を補償する。他の補償方法は、臨界電圧発生回路において、バックグラウンド値参考素子が調整する臨界電圧に基づいて、コンパレーターが比較演算をする際に、バックグラウンド暗電流によって生じる影響を相殺する。コンパレーターが発光ユニットの発光時間を決定することで、発光ユニットの累積発光エネルギーがコントロールされる。これはまた、累積発光エネルギーが所定の設定値に達した時、第一スイッチユニットによって、発光ユニットをコントロールして発光を終了させる。
【００６０】
以上、本発明の実施例について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１Ａ】従来の発光ダイオードの輝度を調整する構造を示した図である。
【図１Ｂ】従来の発光ダイオードの一部分を示した図である。
【図２】本発明の第一実施例の発光装置を示したブロック図である。
【図３Ａ】本発明の第一実施例における発光装置の一部の組立部品を集積回路に設置した状態を示したブロック図である。
【図３Ｂ】本発明の第一実施例における発光装置の一部の組立部品を集積回路に設置した状態を示したブロック図である。
【図３Ｃ】本発明の第一実施例における発光装置の集積回路及び発光ユニットをパッケージに設置した状態を示したブロック図である。
【図４】本発明の第一実施例の発光装置におけるエネルギーストレージユニットが蓄積した電気エネルギーと発光ユニットの発光時間の関係を示した図である。
【図５】本発明の第一実施例の発光装置における発光ユニットと第一スイッチユニットを並列接続方式で接続させた状態を示した図である。
【図６】本発明の第一実施例における発光装置の他のブロック図である。
【図７Ａ】本発明の第一実施例の発光装置においてゾーン毎にコントロールする状態を示した図である。
【図７Ｂ】本発明の第一実施例の発光装置においてゾーン毎にコントロールする状態を示した図である。
【図８】本発明の第二実施例の発光装置を示した図である。
【図９】本発明の第二実施例における発光装置を示した他の図である。
【図１０】本発明の好適な実施例における発光装置のコントロール方法を示したフローチャートである。
【図１１Ａ】本発明の第三実施例の発光装置を示した図である。
【図１１Ｂ】本発明の第三実施例における発光装置の変化の状態を示した図である。
【図１２Ａ】本発明の第三実施例における発光装置の他の変化の状態を示した図である。
【図１２Ｂ】本発明の第三実施例における発光装置のまた別の変化の状態を示した図である。
【図１３Ａ】本発明の第四実施例の発光装置を示した図である。
【図１３Ｂ】本発明の第四実施例における発光装置を示した他の図である。
【図１３Ｃ】本発明の第四実施例における発光装置を示した他の図である。
【図１４】本発明の第四実施例における発光装置を示したまた別の図である。
【図１５Ａ】図１４における減算装置の異なる状態を示した他の図である。
【図１５Ｂ】図１４における減算装置の異なる状態を示した他の図である。
【図１５Ｃ】図１４における減算装置の異なる状態を示した他の図である。
【符号の説明】
【００６２】
１１                              発光ダイオード
１２                              光センサー
１３                              コントローラー
２、３、４、５                    発光装置
２１、３１、３１’、４１、５１    発光ユニット
２２、３２、４２、５２            第一スイッチユニット
２３、３３、４３                  エネルギーストレージユニット
２４、３４、４４、５４            光センサーコントロールユニット
２５、３５、４５                  第二スイッチユニット
２６、３６、４６                  電圧供給ユニット
２７、３７                        電流制限ユニット
２８、３８、４８                  スイッチコントロールユニット
３９                              整流ユニット
４２１                            スイッチ素子
４２２                            レベルシフト回路
４２２ａ、４４１ｂ、Ｃ１ｂ        抵抗器
４２２ｂ、４５１、４５２          ＭＯＳＦＥＴ
４４１、５４１                    光センサー回路
４４１ａ、５４１ａ                光センサー素子
４５３                            インバーター
５４２                            バックグラウンド基準値発生回路
５４２ａ、Ｃ１ａ                  バックグラウンド基準値素子
５４２ｂ                          電流減算装置
Ｂ                                遮光ユニット
Ｃ１                              臨界電圧発生回路
ＤＧ、ＤＧ’                      ゲートドライバー
ＤＳ、ＤＳ’                      ソースドライバー
ＥＶ                              電気エネルギーの大きさ
Ｉ１、Ｉ２                        電流
ＩＣ１、ＩＣ２                    集積回路
Ｍ１、Ｍ２                        電流ミラー
Ｏ１、Ｏ２                        オペアンプ（演算増幅器）
Ｐ１                              パッケージ
ＴＯＮ                            通電時間
Ｖ１                              電圧
Ｖ２                              臨界電圧
Ｓ０１−Ｓ０４                    発光装置のコントロール方法のステップ
【図１Ａ】
2008091340.tif 000005
【図１Ｂ】
2008091340.tif 000006
【図２】
2008091340.tif 000007
【図３Ａ】
2008091340.tif 000008
【図３Ｂ】
2008091340.tif 000009
【図３Ｃ】
2008091340.tif 000010
【図４】
2008091340.tif 000011
【図５】
2008091340.tif 000012
【図６】
2008091340.tif 000013
【図７Ａ】
2008091340.tif 000014
【図７Ｂ】
2008091340.tif 000015
【図８】
2008091340.tif 000016
【図９】
2008091340.tif 000017
【図１０】
2008091340.tif 000018
【図１１Ａ】
2008091340.tif 000019
【図１１Ｂ】
2008091340.tif 000020
【図１２Ａ】
2008091340.tif 000021
【図１２Ｂ】
2008091340.tif 000022
【図１３Ａ】
2008091340.tif 000023
【図１３Ｂ】
2008091340.tif 000024
【図１３Ｃ】
2008091340.tif 000025
【図１４】
2008091340.tif 000026
【図１５Ａ】
2008091340.tif 000027
【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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