本发明专利技术涉及控制用于观看屏的有高亮度范围的发光二极管的装置。本发明专利技术的领域是用于控制包括发光二极管的发光设备亮度的设备。所述控制设备由具有确定周期的循环输入信号(SPWM)驱动，每一个周期包括代表确定的亮度水平的激活时间(TA)。所述控制设备包括模拟电子装置(11)产生用于控制流过发光二极管的电流强度的第二控制信号(SA-A)，第二控制信号(SA-A)的幅值是激活时间的增函数，使得施加到发光二极管的循环输入信号和第二信号的组合提供比循环输入信号范围更大的亮度范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的
涉及被称为LCD的无源观看屏幕的背光，LCD是指“液晶显示器”。这些屏幕是光调节器并且需要额外的光源来运行。
技术介绍
在某些应用中，特别是在航空学领域，这些屏幕在白天和夜晚使用。这样，光源必须有一个高亮度范围来保证在强烈日光下的恰当的白天对比度和一个弱亮度的夜晚图像以免干扰飞行员的夜晚视觉。这样，可以指定1000至10000量级的亮度范围。技术上来说，为了达到这些高范围，采用了经占空比调制的控制信号的方式，也叫做“PWM”，也就是“脉宽调制”。在每一个周期，这些周期信号包括，变化的激活时间。然而，指定的亮度范围可能比PWM控制信号提供的范围大。例如，PWM信号的范围可能限制在100内，但是需要的范围是1000量级。 对于特定光源，通过占空比来控制证明是足够的。将会特别提到”HCFL”荧光灯(“高阴极荧光灯”)，或” CCFL” ( “冷阴极荧光灯”)类型。的确，当激活时间非常短时，注意到这些光源的技术特性，发出的光和激活时间不成比例，而是远小于激活时间，当激活时间变大时，发出的光变得和激活时间成比例。举个例子，激活时间对应于PWM的周期的I %，发光量将是可能的最大值的O. I %，但是，如果激活时间对应于PWM的周期的50 %，发光量将接近可能的最大值的50%。因此，很自然地，达到了受欢迎的增大的亮度范围。然而，一些特定光源例如发光二极管或LED有非常低的反应时间。注意到它们在尺寸、发光效率和寿命的性能，LED越来越多被用于实现显示屏幕的光源。这种情况下，之前的效应就不再存在了。如果发光二极管仅被PWM信号控制，发出的亮度和PWM的激活时间直接成比例，不再可能达到受欢迎的效果，也就是高亮度范围。为了减轻这个缺点，通过调节流经它们的电流幅值，或者通过用PWM信号调节给定周期上的激活时间来实现LED亮度的调节，或者组合上述两种调节方式来获取非常高的调节深度。技术上来说，为了执行幅值的调节/激活时间分布的调节，采用了用于数字信号的算术和逻辑计算函数。图I示出了利用这个原理的数字控制设备。该设备I包括一个数字控制器2，其接收一个亮度设定CL。该控制器2产生两个数字信号。第一个信号是时间信号SPWM，其占空比被调节，根据亮度设定有一个确定的激活时间。第二个信号SA-N是控制流过发光二极管阵列的电流的控制信号。它被数字-模拟转换器3或“DAC”转换成一个模拟信号SA-A，并且随后施加到用于LED阵列5的电子控制电路4。该设备可选地可用一个从属设备来补充，其使精确调节二极管发出的亮度成为可能。从属设备在图I中用虚线箭头表示。然而，这种技术方案可能存在一定缺点。在航空环境，即使这些计算资源被其它需求证实，上述PWM/幅值分布计算函数服从于最严格的RTCA/D0-254型的开发和认证过程，称为“机载电子硬件设计保障指南”，或RTCA/D0-178类型的开发和认证过程，称为“机载系统和设备认证中的软件协议”。然而，由于涉及到荧光灯逐渐消失的陈旧问题，设备制造商们倾向于用基于LED的发光单元取代基于荧光灯的背光。现在，正如所看到的，荧光灯被简单的PWM信号控制。在这些情况下，设备制造商们或航天器制造商们不想引入现存的数字计算函数的修改以避免任何观看设备的再认证或增加任何必要的复杂的用于实施PWM/幅值分布计算的数字电路。
技术实现思路
本专利技术的设备使得改善这些各种缺点成为可能，实际上，本专利技术的设备包括模拟电子装置，该模拟电子装置能够产生控制流过发光二极管的电流强度的控制信号，并且受传统PWM信号控制，从而能够达到高亮度范围。更确切地说，本专利技术的主题是一种用于控制包含发光二极管的发光装置的亮度的设备，所述控制设备被预定周期的循环输入信号驱动，每一个周期包括一个激活时间，代表预定的亮度水平，所述循环输入信号控制发光二极管在所述激活时间打开，所述控制设备包括模拟电子装置，其产生第二控制信号，用来控制流过发光二极管的电流强度， 其特征在于第二控制信号的幅值是激活时间的增函数，使得循环输入信号和第二信号结合起来应用到发光二极管产生了比循环输入信号大的亮度范围。有利地,在第一实施例中，模拟电子装置包括一个积分电路，所述第二信号对应于所述积分电路的输出信号，所述积分电路的时间常数比预定最小激活时间大。有利地，在第二实施例中，模拟电子装置包括一个幅值斜坡产生电路，其被设计为第二信号的幅值是锯齿状，锯齿的周期是循环信号的周期。本专利技术还涉及一种观看设备，其包含一带有光调节的显示屏幕，一发光设备，其包含发光二极管，以及一设备，其用于通过如上所述方式来控制所述发光设备。附图说明通过阅读下面的非限定的描述并借助下列附图，可以更好的理解本专利技术，其它优点也会变的明显图I已被描述过，表示现有技术的控制发光设备的亮度的设备的示意图；图2表示本专利技术的控制发光设备亮度的设备的示意图；图3表不本专利技术控制设备的第一实施例；图4表示图3的控制设备获得的亮度范围；图5、6和7表不,对于三个不同激活时间,应用到被图3的设备控制的发光设备的二极管上的电流的幅值变化；图8表示本专利技术的控制设备的第二实施例；图9表示图8的控制设备获得的亮度范围；图10、11和12表示，对于三个不同的激活时间，应用到被图8的设备控制的发光设备的二极管上的电流的幅值变化。具体实施例方式通过示例的方式，图2表示本专利技术用于控制发光设备亮度的控制设备11的示意图。照明设备5是基于发光二极管的照明设备。二极管优选所谓“白”二极管，其发光覆盖整个可见光谱。但是，也可以用本专利技术的设备驱动红、绿、蓝三者一组的彩色二极管。二极管通常被串联排列。用来提供电流给二极管的装置4对本领域技术人员来说是常见的和众所周知的。控制设备11由之前用Spwm表示的循环输入信号驱动。这个信号没有足够的范围来涵盖二极管需要的整个亮度范围。例如，PWM信号的范围是I到100，而亮度范围是I到1000。信号Spwm直接控制二极管阵列的打开。所述控制在图2中用开关I来象征。信号Spwm还用作模拟电子装置11的输入信号。这些装置的功能是产生一个模拟信号SA_A，其被应用到LED阵列5的电子控制电路4中。已知的是，信号Spwm是一个周期信号，每一个持续时间T的周期包括一个激活时间TA，在TA期间，信号有一个常数设定值，在激活时间TA以夕卜，该信号是O。电子装置11的功能是以选通(gating)脉冲的形式将电子函数应用到信号Spw,产生随着激活时间的持续时间增加的输出信号SA_A。信号SA_A作为为LED中的电流控制而设定的振幅被施加。这个信号从而产生一个额外的范围来补充信号Spwm的范围。例 如，如果初始信号Spwm的范围是I到100，从而意味着激活时间可以以比率100变化，并且，如果作为激活时间的函数，信号SA_A的幅值可以从I到10变化，也就是说，这个信号对应非常低的激活时间时等于特定值，以及对应最大激活时间时是这个值的10倍，整个亮度范围从I到1000变化，这是期望的结果。存在不同的简单方式来具体化电子装置11。通过第一实施例性实施例，图3、4、5、6和7分别示出了电子装置的示意图、凭借该装置获得的亮度范围、以及在3个不同激活时间加到二极管的电流的幅值变化。实现这个功能的最简单的电子电路是一个积分电路或主要本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于控制发光设备(5)亮度的设备(10)，包括发光二极管，所述控制设备由具有确定周期(T)的循环输入信号(SPWM)驱动，每一个周期包括代表确定的亮度水平的激活时间(TA)，所述循环输入信号控制所述发光二极管在所述激活时间打开，所述控制设备包括模拟电子装置(11)，其产生用于控制流过发光二极管的电流强度的第二控制信号(SA？A)，其特征在于，所述第二控制信号(SA？A)的幅值是所述激活时间(TA)的增函数，使得施加到发光二极管的所述循环输入信号和所述第二信号的组合提供比所述循环输入信号的范围更大的亮度范围。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G·斯科，F·雷诺，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：
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