專利名稱：顯示裝置、用于顯示裝置的光量調(diào)整方法和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過將來自光源的光照射到顯示部件來顯示圖像的顯示裝 置、用于顯示裝置的光量調(diào)整方法和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
包括液晶電視的液晶顯示可以使用LED (或發(fā)光二極管)設(shè)備作為其背 光， 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是亮度控制的范圍寬于CCFL (冷陰極熒光燈)的范圍(例如 參見JP-A-2005-310997 (專利文件1 ))。
CCFL還可以控制亮度，并且主要包括電壓光控制和電流光控制兩種方 法。前者是反饋要施加到變壓器的電壓并調(diào)整用于光控制的電壓的方法，并 且通常具有50%到100%的光控制范圍。
后者是反饋輸出電流并調(diào)整將被施加到變壓器用于光控制的電壓的方 法，并且具有大約50%到100%的光控制范圍，這與電壓光控制的范圍相同。 PWM(脈沖寬度調(diào)制)光控制是可替換的方法。該方法具有大約10%到100% 的擴(kuò)展的光控制范圍。
因此，即使進(jìn)行PWM光控制，也難以獲得10%或更小的范圍，并且為 了獲得10%或更小的光控制范圍，認(rèn)為較好的是采用LED的背光。
由于即使具有各種亮度級(jí)，恒定色溫也是很重要的，最近的所需光量顯 示裝置可以通過控制系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)以一直檢測(cè)色溫，并接收反饋用于保持恒定 的色度。
因此，通過使用LED背光控制亮度是很重要的。在此，通過LED背光
的亮度控制方法可以是在時(shí)間上調(diào)整亮度的PWM (脈沖寬度調(diào)制)方法； [2]調(diào)整將被饋送到LED的電流(電流峰值)的方法；或者 [3pf吏用[l]和[2]的方法 PWM方法是根據(jù)脈沖寬度調(diào)制和調(diào)制信號(hào)在預(yù)定時(shí)段期間改變并調(diào)制恒定 幅度處的脈沖寬度的脈沖調(diào)制方法。隨著信號(hào)波的幅度增加，脈沖寬度增力口。隨著幅度減小，脈沖寬度減小。
在此假設(shè)LED背光作為包括紅色Led、綠色LED和藍(lán)色LED的LED隊(duì) 列的例子。注意，配置上述三種顏色的LED沒有什么特別理由，也可以混合 除這三種顏色之外的其他顏色的LED。
將更具體地描述控制LED背光的亮度的三種方法。調(diào)整PWM用于亮度控制的情況
在關(guān)于RGBLED的PWM中，對(duì)于RGB LED的每個(gè)調(diào)整脈沖寬度，以 獲得任意的白平衡。如果對(duì)較高RGB發(fā)光率(比如50%或更高)定義PWM, 則僅使用PWM的光控制可以保持恒定的電流值，并且保持PWM和亮度之 間的線性關(guān)系。對(duì)于較低RGB發(fā)光率(比如10%或更低)定義PWM產(chǎn)生較 窄的電流波形，其易受上升和下降特性的影響。從設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)LED的電路 的觀點(diǎn)來看，重要的是設(shè)計(jì)即使在10%或更低的發(fā)光率情況下也可以穩(wěn)定輸 出電流值和PWM的復(fù)雜的LED驅(qū)動(dòng)器。調(diào)整要被饋送到LED的電流(或電流峰值)用于亮度控制的情況 需要通過調(diào)整電流峰值進(jìn)行亮度控制的方法來調(diào)整較低電流的電流波高 度值。因此，同樣，在此情況下，重要的是用于點(diǎn)亮LED的驅(qū)動(dòng)器電路的復(fù) 雜設(shè)計(jì)。調(diào)整PWM和電流峰值兩者用于亮度控制的情況
通過調(diào)整PWM和電流峰值兩者的亮度控制可以將光控制范圍控制到大 于[1]和[2]的范圍。然而，這可能不利地將用于控制亮度增加或降低而保持恒 定的色度的算法變得復(fù)雜。為了簡(jiǎn)單控制，優(yōu)選地，使用PWM和電流峰值 之一作為用于亮度控制的變量，并且另一個(gè)用于保持色度。
發(fā)明內(nèi)容
然而，對(duì)于一般考慮的三種光量調(diào)整方法，難以保持恒定色度并充分降 低亮度。
因此，希望提供一種顯示裝置，包括顯示部件，用于顯示圖像；光源， 其將光照射到所述顯示部件；以及控制部件，用于使用脈沖寬度調(diào)制來控制 所述光源的光量，其中所述控制部件基于利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所 述光源關(guān)閉時(shí)的熄滅時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于提供了利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段和光源關(guān)閉時(shí)的熄滅時(shí)段，因此可以基于該比率使用脈沖寬度調(diào)制來調(diào)整光源的光 量。因此，通過定義用于脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度可以充分降低光源的光量， 以便保持恒定色度。
在此情況下，為了將所述光源的光量調(diào)整到預(yù)定光量或更大，所述控制 部件通過將所述點(diǎn)亮?xí)r段的比率定義在100%而進(jìn)行使用脈沖寬度的控制，直 到獲得對(duì)應(yīng)于所述光量的脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度，并且為了將所述光源的 光量調(diào)整到小于所述預(yù)定光量的光量，所述控制部件通過保持所述脈沖寬度 恒定而使用所述點(diǎn)亮?xí)r段的比率進(jìn)行控制。因此，通過僅使用脈沖寬度調(diào)制 進(jìn)行調(diào)整以便獲得預(yù)定光量或更多，并使用脈沖寬度調(diào)制的恒定脈沖寬度使 用點(diǎn)亮?xí)r段與熄滅時(shí)段的比率進(jìn)行控制以便獲得小于預(yù)定光量的光量，可以 獲得色度的穩(wěn)定性和亮度的調(diào)整兩者。
為了通過光接收部件檢測(cè)光量用于對(duì)光量進(jìn)行反饋控制，可以在點(diǎn)亮?xí)r 段內(nèi)的預(yù)定時(shí)段期間通過光接收部件檢測(cè)光量。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例，提供了一種用于顯示裝置的光量調(diào)整方法， 其使用脈沖寬度調(diào)制來控制將光照射到用于顯示圖像的顯示部件的光源的光
量，包括步驟使用利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉時(shí)的熄滅 時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施例，由于提供了利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段和光 源關(guān)閉時(shí)的熄滅時(shí)段，因此可以基于該比率使用脈沖寬度調(diào)制來調(diào)整光源的 光量。因此，通過定義用于脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度可以充分降低光源的光 量，以便保持恒定色度。
在此情況下，為了將所述光源的光量調(diào)整到預(yù)定光量或更大，可以通過 將所述點(diǎn)亮?xí)r段的比率定義在100%而進(jìn)行使用脈沖寬度的控制，直到獲得對(duì) 應(yīng)于所述光量的脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度，并且為了將所述光源的光量調(diào)整 到小于所述預(yù)定光量的光量，可以通過保持所述脈沖寬度恒定使用所述點(diǎn)亮 時(shí)段的比率進(jìn)行控制。因此，通過僅使用脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行調(diào)整以便獲得預(yù) 定光量或更多，并使用脈沖寬度調(diào)制的恒定脈沖寬度使用點(diǎn)亮?xí)r段與熄滅時(shí) 段的比率進(jìn)行控制以便獲得小于預(yù)定光量的光量，可以獲得色度的穩(wěn)定性和 亮度的調(diào)整兩者。
為了通過光接收部件檢測(cè)光量用于對(duì)光量進(jìn)行反饋控制，可以在點(diǎn)亮?xí)r 段內(nèi)的預(yù)定時(shí)段期間檢測(cè)光接收部件的光量。根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，提供了 一種在機(jī)架上具有顯示裝置的電子設(shè)
備，所述顯示裝置包括顯示部件，用于顯示圖像；光源，其將光照射到所 述顯示部件；以及控制部件，用于使用脈沖寬度調(diào)制來控制所述光源的光量， 其中，所述控制部件基于利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉時(shí)的 熄滅時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施例，為了使用脈沖寬度調(diào)制來調(diào)整在所述顯示設(shè)備 上所提供的光源的光量，提供了利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段和光源關(guān)閉時(shí) 的熄滅時(shí)段，因此可以基于該比率使用脈沖寬度調(diào)制來調(diào)整光源的光量。因 此，通過定義用于脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度可以充分降低光源的光量，以便 保持恒定色度。因此，可以擴(kuò)展電子設(shè)備中的顯示裝置中的亮度控制的范圍。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以充分降低亮度而保持光源的色度恒定， 其中光源將光照射到顯示部件。
圖1是圖示LED背光的布局的示意平面圖2A和2B是圖示LED背光中采用的LED單元的配置的示意圖3是圖示在LED背光中使用PWM的一詢殳光控制的示意圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于顯示裝置的光量調(diào)整方法的示意
圖5是圖示在僅使用子PWM進(jìn)行亮度控制的情況下的脈沖控制的圖； 圖6是圖示顯示裝置的配置的方框圖； 圖7A和7B是圖示顏色光學(xué)傳感器和后繼電路的電路圖； 圖8是圖示僅使用主PWM進(jìn)行亮度控制的情況的圖； 圖9是圖示通過使用子PWM進(jìn)行亮度控制的情況的圖； 圖IOA和IOB是比較僅簡(jiǎn)單地使用主PWM進(jìn)行光控制的情況和對(duì)預(yù)定 光量使用子PWM進(jìn)行光控制的情況的圖ll是示出峰值波長(zhǎng)相對(duì)溫度的變化的圖12是示出了平坦模塊形式的例子的示意圖13是示出了應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的電視的透斗見圖14A和14B是示出了應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字相機(jī)的透視圖15是示出了應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)的透視圖；圖16是示出了應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的視頻攝像機(jī)的透視圖； 圖17A到17G是示出了應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的諸如蜂窩電話的移動(dòng)終端 裝置的圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示/成像裝置的配置的方框圖19是示出了圖18所示的1/0顯示面板的配置例子的方框圖20是示出了每個(gè)像素的配置例子的電路圖；以及
圖21是用于說明像素和傳感器讀出H驅(qū)動(dòng)器之間的連接關(guān)系的電路圖。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。 [LED背光中的布局]
圖1是圖示LED背光中的布局的示意平面圖。LED背光被置于顯示裝置 1中的顯示部件(比如液晶面板)的后部，并向顯示部件供應(yīng)光。在LED背 光中， 一個(gè)單元U具有多個(gè)R、 G和BLED，并且各單元U被水平和垂直地 安置。隨著諸如液晶面板的顯示部件的面積的增加，被水平和垂直地布置的 單元U的數(shù)量增加。然而，可以為較小的面積的顯示部件提供一個(gè)單元U。
圖2A和2B是圖示LED背光中所采用的LED單元的配置的示意圖，圖 2A是布局圖，圖2B是電路圖。在一個(gè)單元中，以預(yù)定順序排列R (紅色)、 G (綠色)和B (藍(lán)色)LED (或R-LED、 G-LED和B-LED )，并且相同顏 色的多個(gè)LED串聯(lián)。因此， 一個(gè)單元具有用于三種顏色的輸入線和輸出線， 并且從輸入線給到輸出線的電流可以致使相應(yīng)的LED發(fā)光。盡管根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例一個(gè)單元包括用于RGB三種顏色的LED， ^旦是本發(fā)明不限于這三 種顏色的組合。
圖3是圖示用一般PWM對(duì)LED背光的光控制的示意圖。在RGB的每 個(gè)中調(diào)整脈沖寬度，使得'LED的PWM可以產(chǎn)生任意的白平衡。如果對(duì)于 RGB用高發(fā)光率(比如50%或更高)定義PWM，則即4吏在僅用PWM的光 控制之下，也可以保持電流峰值恒定。因此，PWM和亮度之間的關(guān)系可以保 持線性。
另一方面，如果用低發(fā)光率(比如10%或更低)定義PWM,電流波形變得更窄，并且易受上升和下降特性的影響。圖3是圖示對(duì)于PWM具有較 低發(fā)光率的狀態(tài)的示意圖。對(duì)于PWM明顯較低的發(fā)光率降低了在上升和/或 下降沿的響應(yīng)特性，并且難以獲得具有高精確性的矩形。從設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)LED的 電路的觀點(diǎn)來看，重要的是設(shè)計(jì)即使對(duì)于10%或更低的發(fā)光率也可以穩(wěn)定輸 出電流峰值和PWM的復(fù)雜的LED驅(qū)動(dòng)器。 [根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的PWM光控制]
圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于顯示裝置的光量調(diào)整方法的示意 圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于顯示裝置的光量調(diào)整方法用具有PWM的點(diǎn) 亮?xí)r段與當(dāng)光源關(guān)閉時(shí)的熄滅時(shí)段的比率進(jìn)行控制，以便用PWM調(diào)整光源 的光量。
如圖4所示，RGBLED的點(diǎn)亮包括具有現(xiàn)有PWM (將被稱作主PWM) 的點(diǎn)亮?xí)r段的重復(fù)和禁止LED發(fā)光時(shí)的熄滅時(shí)段，用時(shí)段的比率來控制將給 到LED的平均電流量。
換句話說，在真有PWM的點(diǎn)亮?xí)r段，考慮到RGBLED之間的白平衡， 通過使用用于顏色的預(yù)定脈沖寬度利用 一般PWM導(dǎo)通RGB LED。提供了具 有PWM的點(diǎn)亮?xí)r段和LED截止的熄滅時(shí)段，并且以預(yù)定頻率重復(fù)具有PWM 的點(diǎn)亮?xí)r段和熄滅時(shí)段。即使使用在具有PWM的點(diǎn)亮?xí)r段中的恒定脈沖寬 度，改變點(diǎn)亮?xí)r段與熄滅時(shí)段的比率也可以調(diào)整將被饋送到LED的平均電流 量。因此，即使對(duì)于PWM使用恒定脈沖寬度，整體上也可以獲得比在PWM 光控制下更低的光量(亮度)。
在此，用于重復(fù)具有PWM的點(diǎn)亮?xí)r段和LED截止的熄滅時(shí)段的頻率是 比點(diǎn)亮?xí)r段中的PWM頻率低的頻率(將被稱作子PWM )。通過重復(fù)具有PWM 的點(diǎn)亮?xí)r段與LED截止的熄滅時(shí)段由調(diào)整它們的比率來控制光量，可以通過 保持色度具有恒定值來維持PWM的脈沖寬度。同時(shí)，使用該脈沖寬度，整 個(gè)亮度可以降低得多于PWM光控制的情況下的亮度。
才艮據(jù)此實(shí)施例，寸艮設(shè)用于主PWM的頻率是例如大約40kHz，并且用于 子PWM的頻率例如是大約120Hz。通過調(diào)整兩種PWM，即使對(duì)于較低亮度， 也可以保持色度恒定。僅用子PWM控制亮度的方法
用于RGB的平均電流值是紅色(MPMR/1024) xlr;
綠色(MPMG/1024) xlg;
藍(lán)色(MPMB/1024) xlb 其中，在LED背光中，當(dāng)對(duì)于任意的色度定義最高亮度時(shí)用于RGB的主PWM 值(或者脈沖值)是MPMR、 MPMG和MPMB,用于PWM的分辨率可以是 例如10位，并且RGB電流峰值是Ir、 Ig和Ib。
用于具有較低亮度的RGB的平均電流值是:
紅色(MPMR/1024) xirx (SPMR/1024);
綠色(MPMG/1024) xlgx (SPMG/1024);
藍(lán)色(MPMB/1024) xibx (SPMB/1024) 其中子PWM值是SPMR、 SPMG和SPMB，并且用于子PWM的分辨率可以 是10位。
在此，為了僅用子PWM進(jìn)行亮度控制，可以調(diào)整主PWM的MPMR、 MPMG和MPMB以控制色度使得保持恒定。為了在設(shè)置中將亮度控制降低 到10%,將SPMR、 SPMG和SPMB降低到大約110就足夠了 ，并且SPMR、 SPMG和SPMB的可調(diào)整范圍是110到1024。
圖5是圖示在僅用子PWM進(jìn)行亮度控制的情況下的脈沖控制的圖。圖5 示出了分別具有亮度50%、 25°/。和10%的例子。在所有的例子中，全部亮度 取決于具有PWM的點(diǎn)亮?xí)r段與LED截止時(shí)的熄滅時(shí)段的比率。使用主PWM和子PWM兩者的亮度控制的方法
該方法使用主PWM對(duì)通過介質(zhì)的最高亮度(比如達(dá)到25%)進(jìn)行光控 制，并使用子PWM進(jìn)行光控制用于更多地降低亮度(比如從25%到10%的 時(shí)段)。
在子PWM的頻率足夠高于視頻信號(hào)的垂直頻率(50Hz到120Hz)的級(jí) 別(order)的情況下，可以僅用子PWM進(jìn)行亮度控制而沒有問題。然而， 在頻率大約與其相同的情況下，發(fā)生水平抖動(dòng)，這產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象，在高亮 度處可能很容易出現(xiàn)圖像的水平位移(偽信號(hào)(aliasing))。在頻率嚴(yán)格等于 垂直頻率的情況下，背光的點(diǎn)亮/熄滅時(shí)刻和液晶驅(qū)動(dòng)完全同步。因此，在背 光熄滅的時(shí)刻中屏幕單元(或者對(duì)于50%光控制的整個(gè)屏幕的一半)具有固 定的暗度。由于此原因，在嚴(yán)格與其相等的頻率下進(jìn)行光控制的情況下，劃 分整個(gè)屏幕上的背光的點(diǎn)亮，比如背光閃爍(在此將省略其描述)，并且點(diǎn)亮和熄滅背光很重要。按此方式，如果用于子PWM的頻率不足夠高于視頻信 號(hào)的頻率，則具有主PWM和子PWM的混合的亮度控制可以產(chǎn)生不會(huì)如上 所述輕易提供偽信號(hào)的感覺的圖像。 [顯示裝置的配置]
為了保持恒定色度，對(duì)于上述[1]和[2]兩者，如圖6所示的顯示裝置的配 置也是很重要的。即，顯示裝置包括背光單元IO,其將光照射到顯示部件 (比如液晶面板)；LED驅(qū)動(dòng)器12,其饋送用于驅(qū)動(dòng)的電流給背光單元10的 LED陣列11;以及控制器13，其使用脈沖寬度調(diào)制來控制要從LED驅(qū)動(dòng)器 12饋送到LED陣列11的電流。
顯示裝置1包括控制系統(tǒng)(或者算法)，其中顏色光學(xué)傳感器15檢測(cè)從 LED陣列11發(fā)射的光量，并且A/D轉(zhuǎn)換器14將由顏色光學(xué)傳感器15所接 收的光電平轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)然后將被反饋回控制器13。通過開 關(guān)16在用于檢測(cè)的時(shí)間內(nèi)控制顏色光學(xué)傳感器15,這將在稍后描述。換句 話說，在根據(jù)從控制器13給出的指令而閉合開關(guān)16的時(shí)段期間，可以將顏 色光學(xué)傳感器15的檢測(cè)值傳送到A/D轉(zhuǎn)換器14。
顯示裝置還包括溫度傳感器17，并且基于溫度傳感器17所檢測(cè)的溫度， 控制器13向LED驅(qū)動(dòng)器12發(fā)出指令，以控制要被饋送到LED的電流。
在此，對(duì)于以上[1]和[2]兩者，對(duì)于RGB調(diào)整主PWM的方法適合于保 持恒定色度。對(duì)于RGB,對(duì)于PWM中的MPMR、MPMG和MPMB定義100% 的亮度控制級(jí)，由于亮度控制達(dá)到50%, PWM值不總是MPMRx 50/100、 MPMGx 50/100和MPMBx 50/100。為了保持恒定色度，由于當(dāng)亮度改變時(shí) 結(jié)溫度(junctiontemperature)的改變，需要稍微調(diào)整PWM值。因此，在(MPMR x 50/100 ) ± Apmr、 (MPMG x 50/100) ± Apmg和(MPMB x 50/100PWM) ± △ pmb內(nèi)稍微調(diào)整PWM值。
如需要，顏色光學(xué)傳感器15檢測(cè)色度，并且通過控制器Apmr、 Apmg 和Apmb基于計(jì)算結(jié)果而變化，以便即使在光控制下也保持恒定色度。
為了與背光溫度或亮度變化無關(guān)地保持恒定色度，溫度傳感器17和顏色 光學(xué)傳感器15所檢測(cè)的值用于反饋控制。換句話說，由于如圖11所示LED 設(shè)備根據(jù)溫度改變發(fā)光效率和/或峰值波長(zhǎng)，因此通過檢查關(guān)于用于RGB的 溫度和亮度級(jí)的數(shù)據(jù)、將其捕獲到控制器13中并如需要進(jìn)行從其的計(jì)算處理 來維持恒定色度。圖7A和7B是圖示顏色光學(xué)傳感器和后繼電路的電路圖。圖7A示出了 將模擬開關(guān)IC用作開關(guān)的例子，并且圖7B示出了將FET開關(guān)用作開關(guān)的例 子。在這兩個(gè)例子中，在顏色光學(xué)傳感器15和A/D轉(zhuǎn)換器14之間提供開關(guān) 16，并且從控制器13饋送的采樣脈沖操作開關(guān)16。開關(guān)16響應(yīng)于來自控制 器13的采樣脈沖而閉合，并且由顏色光學(xué)傳感器15檢測(cè)的信號(hào)被從A/D轉(zhuǎn) 換器14傳送到控制器13。
在此，如從圖8中的頂部到底部所示，試圖不用子PWM而僅用主PWM 降低亮度，在顏色光學(xué)傳感器對(duì)光量的采樣之前的級(jí)別隨著脈沖寬度的降低 均勻地降低。因此，亮度的降低使得顏色光學(xué)傳感器上的讀取值(意味著采 樣前的電壓電平)降低，導(dǎo)致用于保持恒定色度的精度的降低。
另一方面，如從圖9中的頂部到底部所示，為了在用子PWM控制亮度 的方法中降低亮度，通過利用主PWM的恒定脈沖寬度而調(diào)整子PWM來進(jìn) 行控制(這增加了用于降低亮度的熄滅時(shí)段)。因此，在用主PWM的點(diǎn)亮?xí)r 段期間通過由顏色光學(xué)傳感器進(jìn)行采樣而保持脈沖寬度高于某個(gè)恒定值。結(jié) 果，可以進(jìn)行檢測(cè)而即使隨著整個(gè)亮度級(jí)的降低也不降低顏色光學(xué)傳感器上 的讀取^直。
在此情況下，可以通過進(jìn)行將顏色光學(xué)傳感器上的讀取值乘以在具有子 PWM的點(diǎn)亮?xí)r段與熄滅時(shí)段之間的點(diǎn)亮?xí)r段的比率的操作來計(jì)算整個(gè)LED 背光的平均光量。該檢測(cè)可以消除顏色光學(xué)傳感器上的讀取值的降低，并允 許控制而不降低用于保持恒定色度的精度。
在如上所述使用主PWM和子PWM兩者的方法的情況下，用主PWM進(jìn) 行光控制，直到獲得用于最高亮度的預(yù)定值(比如25%)，并且用子PWM進(jìn) 行光控制,以便將亮度降低到低于該值的值(例如，25%到大約10%)。
換句話說，在對(duì)LED背光的光量的PWM控制之下，為了將LED背光 的光量調(diào)整到預(yù)定光量或更大，控制器操縱點(diǎn)亮?xí)r段的比率為100%，直到獲 得對(duì)應(yīng)于該光量的PWM的脈沖寬度，并且熄滅時(shí)段的比率為0°/。，以用PWM 進(jìn)行脈沖寬度控制。為了獲得在預(yù)定光量以下的光量，通過保持PWM中的 恒定脈沖寬度，用點(diǎn)亮?xí)r段與熄滅時(shí)段的比率進(jìn)行控制。
圖IOA和IOB是比較簡(jiǎn)單地僅用主PWM進(jìn)行光控制的情況和在比預(yù)定 光量小的范圍內(nèi)使用用于光控制的子PWM進(jìn)行光控制的情況的圖。如圖10A 所示，作為筒單地僅用主PWM的光控制的結(jié)果得到的顏色光學(xué)傳感器上的讀取值趨向于隨亮度的降低而降低。另一方面，如圖IOB所示，當(dāng)用子PWM 進(jìn)行光控制達(dá)低于預(yù)定亮度的亮度時(shí)，可以用較低亮度在顏色光學(xué)傳感器上 讀取恒定值。換句話說，由于使用子PWM的光控制產(chǎn)生了用于主PWM的 恒定脈沖寬度，可以在用主PWM的點(diǎn)亮?xí)r段期間通過顏色光學(xué)傳感器檢測(cè) 光量而獲得對(duì)應(yīng)于該恒定脈沖寬度的顏色光學(xué)傳感器上的讀取值。因此，即 使對(duì)于較低亮度，精確檢測(cè)也可以允許穩(wěn)定的反饋控制。 [應(yīng)用于電子設(shè)備的例子]
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置包括如圖12所示的平坦模塊形式。例 如，通過在絕緣襯底上提供包括液晶元件、薄膜晶體管、薄膜電容和感光器 的具有以像素的矩陣形式的集成的像素陣列單元，在像素陣列單元(或像素 矩陣單元)周圍放置粘合劑，并將例如玻璃的相對(duì)襯底粘貼在其上，可以形 成顯示模塊。如需要，透明對(duì)立襯底可以僅用顏色過濾器、保護(hù)膜、遮光膜 等。顯示模塊可以包括例如FPC (或柔性印刷電路)，作為用于從外部向像素 陣列單元輸入/輸出信號(hào)的連接器。
如上所述的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置可應(yīng)用于圖13到17所示的 各種電子設(shè)備或每個(gè)都能夠?qū)⒈惠斎氲诫娮釉O(shè)備的視頻信號(hào)或在電子設(shè)備內(nèi) 生成的視頻信號(hào)顯示為圖像或視頻圖像的所有領(lǐng)域中的電子設(shè)備的顯示裝 置，比如數(shù)字相機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、諸如蜂窩電話的移動(dòng)終端裝置和視頻攝 像機(jī)。將描述可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的電子設(shè)備的例子。
圖13是示出了本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于的電視機(jī)的透視圖。根據(jù)該應(yīng)用 例子的電視機(jī)包括視頻顯示屏幕單元110,該視頻顯示屏幕單元110包括前面 板120和濾光玻璃130，并且根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置可用作視頻顯 示屏幕單元no以生產(chǎn)電視機(jī)。
圖14A和14B是示出可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字相機(jī)的透視圖。圖 14A是從前側(cè)看的透視圖，圖14B是從后側(cè)看的透視圖。根據(jù)該應(yīng)用例子的 數(shù)字相機(jī)包括閃光發(fā)射單元111、顯示單元112、菜單開關(guān)113和快門按鈕114, 并且^4居本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置可用作顯示單元112以生成該數(shù)字相 機(jī)。
圖15是示出了可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)的透視圖。根 據(jù)該應(yīng)用例子的膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)在主體121上包括4建盤122,將被操作 用于例如輸入文本；以及顯示單元123,其顯示圖像，4艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置可用作顯示單元123以生產(chǎn)個(gè)人計(jì)算機(jī)。
圖16是示出可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的視頻攝像機(jī)的透視圖。根據(jù)該應(yīng)用 例子的視頻攝像機(jī)包括主體單元131、在前面?zhèn)鹊哪繕?biāo)拍攝鏡頭132、拍攝開 始/停止開關(guān)133和顯示單元134，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置可用作顯 示單元134以生產(chǎn)^見頻攝像機(jī)。
圖17A到17G是示出可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的諸如蜂窩電話的移動(dòng)終端 裝置的圖。圖17A是蜂窩電話打開時(shí)的前視圖。圖17B是側(cè)視圖。圖17C是 蜂窩電話合上時(shí)的前視圖。圖17D是左視圖。圖17E是右視圖。圖17F是頂 視圖。圖17G是底視圖。根據(jù)該應(yīng)用例子的蜂窩電話包括上機(jī)架141、下機(jī) 架142、連接單元(在此時(shí)鉸鏈)143、顯示器144、子顯示器145、畫面燈 146和照相機(jī)147,并且根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置可用作顯示器144和 /或子顯示器145,以生產(chǎn)蜂窩電話。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示/成像裝置可應(yīng)用于前述電子裝置，并且顯示 裝置還可應(yīng)用于將在以下描述的顯示/成像裝置。圖18示出了顯示/成像裝置 的整體配置。該顯示/成像裝置包括I/O顯示面板2000、背光1500、顯示驅(qū)動(dòng) 電路1200、光接收驅(qū)動(dòng)電路1300、圖像處理部分1400和應(yīng)用程序執(zhí)行部分 1100。 I/O顯示面板2000包括具有在整個(gè)面板上以矩陣形式的多個(gè)像素的液晶 面板(或LCD)。 I/O顯示面板2000具有如稍后將描述的通過進(jìn)行線序操作 基于顯示數(shù)據(jù)顯示諸如預(yù)定圖形或文本的圖像的功能(或顯示功能)和對(duì)與 I/O顯示器2000接觸或接近的對(duì)象成像的功能(或成像功能)。背光1500是 用于I/O顯示面板2000的、例如具有多個(gè)發(fā)光二極管的光源，并且與如稍后 將描述的I/O顯示器2000的操作定時(shí)同步地在預(yù)定時(shí)間迅速經(jīng)歷導(dǎo)通/截止操 作。
顯示驅(qū)動(dòng)電路1200是驅(qū)動(dòng)I/O顯示面板2000 (的線序操作)使得I/O顯 示面板2000可以基于顯示數(shù)據(jù)顯示圖像(或?qū)D像進(jìn)行顯示操作)的電路。 光接收驅(qū)動(dòng)電路1300是驅(qū)動(dòng)I/O顯示面板2000 (的線序操作)使得I/O
素的光接收數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器1300A中，并被輸出到圖像處理部分1400 作為成像的圖像。圖像處理部分1400基于從光接收驅(qū)動(dòng)電路1300輸出的成像的圖像進(jìn)行 預(yù)定的圖像處理(操作處理)，并獲得關(guān)于與I/O顯示器2000接觸或接近的 物體的信息(比如位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)和關(guān)于物體的形式和尺寸的數(shù)據(jù))。
應(yīng)用程序執(zhí)行部分1100基于圖像處理部分1400的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行根據(jù)預(yù) 定應(yīng)用軟件的處理，并且可以包括顯示數(shù)據(jù)中的物體的位置坐標(biāo)，并致使其 在I/O顯示面板2000上顯示。由應(yīng)用程序執(zhí)行部分1100創(chuàng)建的顯示數(shù)據(jù)被 供應(yīng)至顯示驅(qū)動(dòng)電路1200。
接下來，參考圖19，將描述I/O顯示面板2000的詳細(xì)配置例子。1/0顯 示面板2000具有顯示區(qū)(或傳感器區(qū))2100、顯示H-驅(qū)動(dòng)器2200、顯示V-驅(qū)動(dòng)器2300、傳感器讀取H-驅(qū)動(dòng)器2500和傳感器V-驅(qū)動(dòng)器2400。
顯示區(qū)(或傳感器區(qū))2100是調(diào)制來自背光1500的光并發(fā)出顯示光的 區(qū)域，并且其對(duì)與該區(qū)域接觸或接近的物體成像，并具有以矩陣形式的液晶 元件和感光器(成像設(shè)備)，該液晶元件是發(fā)光元件(或顯示元件)，這將在 牙肖后4苗述。
示信號(hào)和控制時(shí)鐘與顯示V-驅(qū)動(dòng)器2300 —起線序驅(qū)動(dòng)顯示區(qū)2100內(nèi)的像素 的液晶元件。
傳感器讀取H-驅(qū)動(dòng)器2500與傳感器V-驅(qū)動(dòng)器2400 —起線序驅(qū)動(dòng)傳感器 區(qū)2100內(nèi)的各個(gè)像素的感光器，并獲得光接收信號(hào)。
接下來，參考圖20，將描述顯示區(qū)2100中的像素的詳細(xì)配置例子。圖 20中所示的像素3100包括液晶元件和感光器，其中液晶元件是顯示元件。
更具體地，在顯示元件側(cè)，包括薄膜晶體管(或TFT)的開關(guān)元件3100a 被置于水平延伸的柵電極3100h和垂直延伸的漏電極3100i的交叉點(diǎn)處，并 且包括液晶的像素電極3100b被置于開關(guān)元件3100a和對(duì)立電極之間。開關(guān) 元件3100a經(jīng)歷基于經(jīng)過柵電極3100h供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的開/關(guān)操作，并且在 開狀態(tài)時(shí)基于經(jīng)過漏電極3100i供應(yīng)的顯示信號(hào)，像素電壓被供應(yīng)至像素電 極3100b,以設(shè)置顯示狀態(tài)。
另一方面，在鄰近顯示元件的感光器側(cè)，放置包括例如光二極管的光接 收傳感器3100c，并且光接收傳感器3100c接收電源電壓VDD的供應(yīng)。復(fù)位 開關(guān)3100d和電容器3100e連接到光接收傳感器3100c。通過復(fù)位開關(guān)3100d 復(fù)位光接收傳感器3100c,并且同時(shí)，對(duì)應(yīng)于接收的光量的電荷聚集在電容器3100e中。然后，當(dāng)讀取開關(guān)3100g接通時(shí)，通過緩沖器放大器3100f將聚集 的電荷供應(yīng)至信號(hào)輸出電極3100j,然后將其輸出到外部。由復(fù)位電極3100k 供應(yīng)的信號(hào)來控制復(fù)位開關(guān)3100d的開/關(guān)操作，并且由讀取控制電極3100k 供應(yīng)的信號(hào)來控制讀取開關(guān)3100g的開/關(guān)操作。
接下來，參考圖21,將描述顯示區(qū)2100內(nèi)的像素與傳感器讀取H-驅(qū)動(dòng) 器2500之間的連接關(guān)系。在顯示區(qū)2100中，排列了紅色(R)像素3100、 綠色(G)像素3200和藍(lán)色(B)像素3300。
并當(dāng)讀取開關(guān)3100g、3200g和3300g接通時(shí)，由各個(gè)緩沖器放大器3100f、 3200f和3300f放大連接到像素的光接收傳感器3100c、 3200c和3300c的電 容器中聚集的電荷，通過信號(hào)輸出電極將其供應(yīng)至傳感器讀取H-驅(qū)動(dòng)器 2500。恒流源4100a、 4100b和4100c分別連接到信號(hào)輸出電極，使得可以由 傳感器讀取H-驅(qū)動(dòng)器2500來檢測(cè)對(duì)應(yīng)于所接收的光量的信號(hào)。
接下來，將詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)施例的顯示/成像裝置的操作。
首先，將描述顯示/成像裝置的基本操作，即用于顯示圖像的操作和用于 對(duì)物體成像的操作。
在顯示/成像裝置中，基于從應(yīng)用程序執(zhí)行部分1100供應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)， 在顯示驅(qū)動(dòng)電路1200中生成用于顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且該驅(qū)動(dòng)信號(hào)線序驅(qū)動(dòng) I/O顯示器2000以顯示。因此，顯示圖像。同時(shí)，背光1500也由顯示驅(qū)動(dòng)電 路1200驅(qū)動(dòng)，并且進(jìn)行與I/O顯示器2000同步的點(diǎn)亮/熄滅操作。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，取決于設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以發(fā)生各種 修改、組合、子組合和變更，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本發(fā)明包含與2007年10月16日在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)JP 2007-268576有關(guān)的主題，通過引用將其全部?jī)?nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1. 一種顯示裝置，包括顯示部件，用于顯示圖像；光源，其將光照射到所述顯示部件；以及控制部件，用于使用脈沖寬度調(diào)制來控制所述光源的光量，其中，所述控制部件基于利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉時(shí)的熄滅時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
2. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中為了將所述光源的光量調(diào)整到預(yù)定光量或更大，所述控制部件通過將所 述點(diǎn)亮?xí)r段的比率定義在100%而進(jìn)行使用脈沖寬度的控制，直到獲得對(duì)應(yīng)于 所述光量的脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度，并且為了將所述光源的光量調(diào)整到小 于所述預(yù)定光量的光量，所述控制部件通過保持所述脈沖寬度恒定使用所述 點(diǎn)亮?xí)r段的比率進(jìn)行控制。
3. 如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括 光接收部件，用于檢測(cè)所述光源的光量；以及 開關(guān)，其切換所述光接收部件的光量檢測(cè)的需要，其中，在所述點(diǎn)亮?xí)r段內(nèi)的預(yù)定時(shí)段期間，所述控制部件向所述開關(guān)給 出控制信號(hào)以由所述光接收部件檢測(cè)光量。
4. 一種用于顯示裝置的光量調(diào)整方法，其使用脈沖寬度調(diào)制來控制將光 照射到用于顯示圖像的顯示部件的光源的光量，所述方法包括步驟使用利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉時(shí)的熄滅時(shí)段的比率 來控制所述光源的光量。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于顯示裝置的光量調(diào)整方法，還包括步驟為了將所述光源的光量調(diào)整到預(yù)定光量或更大，通過將所述點(diǎn)亮?xí)r段的 比率定義在100%而進(jìn)行使用脈沖寬度的控制，直到獲得對(duì)應(yīng)于所述光量的脈 沖寬度調(diào)制的脈沖寬度；以及為了將所述光源的光量調(diào)整到小于所述預(yù)定光量的光量，通過保持所述 脈沖寬度恒定使用所述點(diǎn)亮?xí)r段的比率進(jìn)行控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于顯示裝置的光量調(diào)整方法，還包括步驟 由光接收部件;險(xiǎn)測(cè)所述光源的光量；以及基于所檢測(cè)的光量控制以反饋所述光源的光量，其中在所述點(diǎn)亮?xí)r段內(nèi)的預(yù)定時(shí)段期間，檢測(cè)所述光接收部件的光量。
7. —種在機(jī)架上具有顯示裝置的電子設(shè)備， 所述顯示裝置包括顯示部件，用于顯示圖像； 光源，其將光照射到所述顯示部件；以及 控制部件，用于使用脈沖寬度調(diào)制來控制所述光源的光量， 其中，所述控制部件基于利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉 時(shí)的熄滅時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
8. —種顯示裝置，包括 顯示單元，被配置用于顯示圖像；光源，其將光照射到所述顯示單元；以及 控制器，被配置用于使用脈沖寬度調(diào)制來控制所述光源的光量， 其中，所述控制器基于利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉時(shí) 的熄滅時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
9. 一種在機(jī)架上具有顯示裝置的電子設(shè)備， 所述顯示裝置包括顯示單元，被配置用于顯示圖像； 光源，其將光照射到所述顯示單元；以及 控制器，被配置用于使用脈沖寬度調(diào)制來控制所述光源的光量， 其中，所述控制器基于利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉時(shí) 的熄滅時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
全文摘要
一種顯示裝置，包括顯示部件，用于顯示圖像；光源，其將光照射到所述顯示部件；以及控制部件，用于使用脈沖寬度調(diào)制來控制所述光源的光量。所述控制部件基于利用脈沖寬度調(diào)制的點(diǎn)亮?xí)r段與所述光源關(guān)閉時(shí)的熄滅時(shí)段的比率來控制所述光源的光量。
文檔編號(hào)G09G3/20GK101414439SQ20081017032
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者市川弘明, 畑尻公夫, 菊地賢一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社