加強(qiáng)背光照明解決方案
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RGBLED背光照明
一般而言，小型LCD顯示屏背光照明都是用一組白光LED來實(shí)現(xiàn)的。可是，使用白光LED的問題是其光譜對(duì)光復(fù)制并不是很理想。原因是白光LED其實(shí)就是在藍(lán)光LED面上加上一層黃色磷光劑。這樣便造成光譜有兩個(gè)波峰，一個(gè)在藍(lán)色而另一個(gè)在黃色。圖3給出一個(gè)典型的白光LED與RGBLED光譜比較。
圖3典型白光LED與RGBLED光譜的比較
LCD顯示屏?xí)澐譃槿齻€(gè)主色區(qū)格：紅、綠和藍(lán)，色彩是由這三種主色混合來定義。要把適合的顏色過濾到每一個(gè)色格，那便需要使用顏色過濾器。顏色過濾器會(huì)浪費(fèi)大部分的光學(xué)能量，即使在過濾后也一樣，因此穿過LCD后的色譜并不理想。如此一來，采用白光LED背光照明可以在LCD屏面上產(chǎn)生出最多75%的NTSC(美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))色彩(傳統(tǒng)LCD顯示屏上的紅色端邊處的限制尤甚)。然而，當(dāng)使用RGBLED來做LCD顯示屏的背光照明時(shí)，色彩復(fù)制可以覆蓋100%的NTSC色彩，從而令到顏色更光亮、畫質(zhì)更高。假如配合優(yōu)化的顏色過濾器，那所浪費(fèi)的能耗可比白光LED背光照明來得更少。圖4所示為一個(gè)LCD顯示屏的結(jié)構(gòu)。
圖4LCD顯示屏的構(gòu)造本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/169089.htm
使用RGB背光時(shí)，當(dāng)LED溫度改變時(shí)，驅(qū)動(dòng)器必須更正紅、綠和藍(lán)三主色間的亮度平衡，以防出現(xiàn)白點(diǎn)位移。此外，還需保證驅(qū)動(dòng)器在任何操作溫度下維持光的正確強(qiáng)度。而在補(bǔ)償方面，可以用閉環(huán)或開環(huán)形式。若使用閉環(huán)補(bǔ)償，便需采用感光器來測(cè)量白點(diǎn)和其強(qiáng)度。相反地，如使用開環(huán)補(bǔ)償，那溫度便需事先量度出來，并通過預(yù)先定義好的補(bǔ)償曲線來調(diào)節(jié)亮度的平衡。
美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的LP5520就是RGB背光照明驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)例子，它是一個(gè)開環(huán)補(bǔ)償式LED驅(qū)動(dòng)器。圖5所示為開環(huán)顏色補(bǔ)償?shù)脑?。其中，溫度補(bǔ)償曲線是用現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的RGBLED來量度的，這些曲線被編程在芯片內(nèi)部的EEPROM存儲(chǔ)器中。該芯片被集成到LCD顯示模塊上，而模塊的制造商會(huì)在生產(chǎn)時(shí)為補(bǔ)償曲線編程。此外，RGBLED背光亦可用作優(yōu)化顏色過濾器。
圖5開環(huán)顏色補(bǔ)償?shù)牟僮髟?br />
鍵盤背光照明和其他裝飾燈光
與顯示屏背光照明比較，鍵盤背光照明擁有一些特別的要求。鍵盤背光照明所要求的顏色不一定需要白色，可以是其他任何顏色。時(shí)下，便攜式設(shè)備中的鍵盤照明和其他裝飾燈的設(shè)計(jì)趨向是產(chǎn)生更多的燈光效果。顯示屏的背光控制通常都是采用淡入/淡出的開/關(guān)方式，但裝飾燈的控制則比較復(fù)雜。通過采用RGBLED作鍵盤的背光照明，只要簡(jiǎn)單地改變紅、綠和藍(lán)LED間的亮度平衡，便可改變顏色和設(shè)備的整個(gè)外觀。這樣，設(shè)計(jì)人員便可憑借軟件控制來為便攜式電話或其他便攜式設(shè)備加添獨(dú)特的個(gè)性。
對(duì)于一些復(fù)雜的照明次序，諸如不同顏色間的漸變，除了需有一個(gè)簡(jiǎn)單的生效控制接腳外，還需用到一個(gè)比較精密的控制方法。在這方面，I2C控制總線便被廣泛應(yīng)用到各式便攜式設(shè)備上，原因是它只需通過兩條電線便可為控制LED驅(qū)動(dòng)器提供很大的靈活性。再者，LED控制不會(huì)應(yīng)用I2C的所有頻寬，因?yàn)閷?shí)時(shí)控制LED的亮度會(huì)產(chǎn)生出一定程度的I2C傳輸量。
新LED驅(qū)動(dòng)器，例如美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的LP5521，可以通過加入內(nèi)部存儲(chǔ)器和執(zhí)行核心來為有次序的照明提供最低限度的實(shí)時(shí)控制。照明次序在通電后會(huì)寫入一個(gè)內(nèi)部的存儲(chǔ)器，之后外部的觸發(fā)器接腳或I2C寫入會(huì)用來啟動(dòng)這個(gè)照明次序。當(dāng)照明次序在運(yùn)行時(shí)，無須進(jìn)行處理器的控制。例如當(dāng)電話處于備用狀態(tài)時(shí)，應(yīng)用處理器可以進(jìn)入休眠模式，但LED仍可履行復(fù)雜的照明次序。這些次序可包括時(shí)延、上下走動(dòng)、閃爍、回轉(zhuǎn)和觸發(fā)信號(hào)的收/發(fā)。
為了進(jìn)一步減低功耗，最新的LED驅(qū)動(dòng)器均擁有一個(gè)自動(dòng)節(jié)能操作模式。其中的DC/DC轉(zhuǎn)換器只有鋰離子電池的電壓不足以提供給LED時(shí)才會(huì)被啟動(dòng)。此外，當(dāng)照明次序于內(nèi)部運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)器還可在LED不活躍時(shí)關(guān)閉所有不需要的功能，此舉可顯著減低電流的平均消耗量。
配合微小的LED驅(qū)動(dòng)器，可創(chuàng)制出分區(qū)化照明方案，也就是說將LED驅(qū)動(dòng)器放到LED的附近。這樣，進(jìn)行PCB布線就更容易，而且還可減輕電磁干擾的問題。針對(duì)分區(qū)方案的驅(qū)動(dòng)器會(huì)設(shè)有外部的控制接腳，以用來同步化多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，從而造出有趣的燈光效果。
對(duì)于驅(qū)動(dòng)背光照明LED而言，這里有幾種驅(qū)動(dòng)器拓?fù)?，具體選擇要視應(yīng)用而定。毫無疑問，即將出現(xiàn)的全新鋰離子電池技術(shù)和更低正向電壓的白光LED必會(huì)為驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)帶來新的挑戰(zhàn)。
用做LCD顯示屏背光照明的RGBLED一般都會(huì)應(yīng)用在高檔的便攜式電話或其他設(shè)備上，這些應(yīng)用均要求高素質(zhì)的畫面和顏色復(fù)制。此外，配合適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器、LED和顏色過濾器，采用RGB背光照明比白光LED更省電。
可編程性是時(shí)下最先進(jìn)的鍵盤背光照明驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)主要功能，除了較易控制外，還能節(jié)省系統(tǒng)能耗。此外，可編程LED驅(qū)動(dòng)器還可為個(gè)人化的便攜式電話創(chuàng)造出更多有趣的燈光效果。
評(píng)論