專利名稱：背光系統(tǒng)、包括它的液晶顯示器、和調(diào)節(jié)背光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光系統(tǒng)，包括該背光系統(tǒng)的液晶顯示裝置，以及調(diào)節(jié)背光的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)具有體積小、形狀薄、功耗低的特征。因此，LCD裝置已經(jīng)被廣泛地用于辦公自動化(OA)設(shè)備，音頻和視頻(AV)設(shè)備，便攜式終端裝置等。該LCD裝置在LCD面板的背面配置有背光源。在該LCD裝置中，通過對從背光源發(fā)出的光的傳輸進行控制從而使用液晶層來顯示圖像。對于背光源，一般使用熒光燈。但是，為了點亮該熒光燈需要有外圍電路例如逆變器，并且這種逆變器會產(chǎn)生噪聲。因此，近來已經(jīng)使用發(fā)光二極管(LED)作為背光源。
當(dāng)使用LCD裝置來顯示移動圖像時，由于液晶層的響應(yīng)速度的原因，在圖像中已經(jīng)發(fā)生移動的部分中會產(chǎn)生殘留圖像。這就帶來了顯示質(zhì)量退化的問題。為了防止產(chǎn)生該殘留圖像，使用了一種方法，其中在一個場的周期期間(在下文中，被稱為場周期)，所有的LED都被一次或者多次關(guān)閉，使得該屏幕變黑。特別地，在該方法中，重復(fù)下面的操作。在寫入由RGB之一構(gòu)成的圖像期間，所有的LED都被關(guān)閉。接著，在由RGB之一構(gòu)成的圖像已經(jīng)被寫入并且被保持的期間，相應(yīng)顏色的LED被點亮。這種方法就能夠防止產(chǎn)生殘留圖像。但是，在場周期期間，該LED發(fā)光的時間會比其他情況更短些。這就導(dǎo)致了與所有的LED都一直被點亮的情況相比，該顯示會變暗。
為了解決上述問題，已經(jīng)提出了一種方法，其中部分LED組被順序地關(guān)閉。在該方法中，雖然LCD面板被分為多個區(qū)域，但是該LED也被分為多個組，其中這些組分別對應(yīng)于該LCD的各區(qū)域。在該方法中，當(dāng)圖像被順序地寫入LCD面板的多個區(qū)域中時，在響應(yīng)過渡期間，與LCD面板中的該區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域中的LED被關(guān)閉。通過這種方式，通過在響應(yīng)過渡期間關(guān)閉與LCD面板中的區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域中的LED，就能夠防止產(chǎn)生殘留圖像。同時，通過在其他區(qū)域中點亮LED，就能夠獲得明亮的顯示。
但是，LED的發(fā)光特性以及該LED的發(fā)光量并不是恒定的，并且隨著時間發(fā)生變化。因此，在部分LED被順序地關(guān)閉的方法中，在具有低發(fā)光強度的LED被點亮期間，該LED的亮度變低。并且，當(dāng)RGB任意之一的LED的發(fā)光強度為低時，白平衡就會發(fā)生偏離。結(jié)果，很難獲得視覺上所希望的亮度、亮度均勻性、以及白平衡。這就導(dǎo)致了無法穩(wěn)定顯示圖像的問題。
為了解決這個問題，已經(jīng)提出了圖7中所示的LCD裝置。該LCD裝置包括背光100、背光控制部分106、光電傳感器107、LCD面板109以及LCD驅(qū)動器108。該背光控制部分106控制和調(diào)節(jié)來自背光源的光。該光電傳感器107檢測背光源的發(fā)光量。在該LCD裝置中，背光100的背光源的發(fā)光區(qū)域被劃分為多個區(qū)域。在該被劃分的區(qū)域中分別布置有LED組(下文中，被稱為LED組)101-104。該背光控制部分106用于點亮除了一個劃分區(qū)域中的LED組之外的發(fā)光區(qū)域中的各LED組，以及從被劃分區(qū)域中的多個LED組中順序地選擇和關(guān)閉每個劃分區(qū)域中的LED組。并且，該背光控制部分106根據(jù)光電傳感器107的輸出來控制多個劃分區(qū)域的每一個的發(fā)光量。通過這種方式，即使當(dāng)發(fā)光特性以及背光100的每個LED組的發(fā)光量發(fā)生變化時，也可以根據(jù)該光電傳感器107的輸出來控制每個LED組101-104的發(fā)光量，以便能發(fā)出預(yù)定量的光。因此，加強了該背光100的亮度均勻性。這種LCD裝置已經(jīng)在日本專利特開No.2005-208486中被提出。
但是，在圖7中所示的背光100的情況下，對于反饋控制來說，由于該背光源100采用了反饋控制，因此必須由光電傳感器107對LED的所有劃分區(qū)域連續(xù)地檢測來自該背光源的發(fā)光量。并且，為了調(diào)節(jié)所有劃分區(qū)域上的亮度和白平衡，必須要進行計算。這就導(dǎo)致了該背光控制部分106的體積變大的問題。進一步，當(dāng)由于背光100的體積增加而使得劃分區(qū)域的數(shù)量變大時，控制也會變得非常復(fù)雜，從而無法處理大量的劃分區(qū)域。
并且，由于光電傳感器107到每個LED組101-104之間的距離彼此不相同，因此，進入該光電傳感器107的光量就變得不均勻。因此，為了調(diào)節(jié)每個LED組101-104的亮度和色度，需要進一步的校正。另外，當(dāng)光導(dǎo)路徑或聚光器被用于使得進入該光電傳感器107的光量均勻時，也就會產(chǎn)生另一個問題，即需要額外的成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的示例性特征就是提供一種背光系統(tǒng)，包括該背光系統(tǒng)的LCD裝置，以及調(diào)節(jié)背光的方法，其能夠簡單和可靠地調(diào)節(jié)來自每個LED單元的發(fā)光量，并且因此能夠?qū)崿F(xiàn)良好的具有低色差的白平衡。
根據(jù)本發(fā)明的背光系統(tǒng)包括LED部分，背光控制部分，LED驅(qū)動器部分以及光電傳感器部分。該LED部分包括多個LED單元陣列，其中每個LED單元陣列中都包括布置在其中的多種發(fā)光顏色的LED。該背光控制部分響應(yīng)于定時信號而輸出LED驅(qū)動信號。該LED驅(qū)動器部分響應(yīng)于該LED驅(qū)動信號而順序地點亮或關(guān)閉這些LED單元。該光電傳感器部分用于檢測每個LED單元的發(fā)光量，該光電傳感器部分布置在LED部分一側(cè)、沿每個LED單元的縱向方向上的末端側(cè)上。另外，該光電傳感器部分存儲與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息。并且，在該光電傳感器部分中，根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)用于檢測LED單元的光量的增益。
優(yōu)選地，僅僅布置有一個用作光電傳感器部分的單元。另外，優(yōu)選地，該光電傳感器部分通過順序地點亮LED單元來檢測各個LED單元陣列的光量。并且，優(yōu)選地，根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。
優(yōu)選地，布置有多個分別對應(yīng)于各LED單元陣列的單元，其中每個單元都被用作光電傳感器部分。另外，優(yōu)選地，該光電傳感器部分通過點亮LED單元來檢測各個LED單元的光量。并且，優(yōu)選地，根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。
優(yōu)選地，該背光控制部分存儲分別流入LED單元的電流值，以便于使得各個光電傳感器部分的輸出近似相等。另外，優(yōu)選地，根據(jù)用于確定LED單元的預(yù)定一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
優(yōu)選地，每個LED單元都可以被劃分為多個塊。另外，優(yōu)選地，每個光電傳感器部分都通過順序地點亮LED單元的各個塊來檢測LED單元的每個塊的發(fā)光量。并且，優(yōu)選地，根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器裝置包括液晶顯示板和背光系統(tǒng)。該背光系統(tǒng)將背光發(fā)射至液晶顯示板，并對該背光系統(tǒng)進行控制以便于與液晶顯示板的顯示同步地點亮或關(guān)閉。另外，該背光系統(tǒng)包括LED部分，背光控制部分，LED驅(qū)動器部分以及光電傳感器部分。該LED部分包括多個LED單元陣列，其中每個LED單元陣列都包括布置在其中的多種發(fā)光顏色的LED。該背光控制部分響應(yīng)于定時信號而輸出LED驅(qū)動信號。該LED驅(qū)動器部分響應(yīng)于該LED驅(qū)動信號順序地點亮或關(guān)閉該LED單元。該光電傳感器部分用于檢測每個LED單元的光量，并且布置在LED部分一側(cè)、沿每個LED單元的縱向方向上的末端側(cè)上。另外，該光電傳感器部分存儲與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息。并且，在該光電傳感器部分中，根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)用于檢測LED單元的光量的增益。
優(yōu)選地，僅布置有一個用作光電傳感器部分的單元。另外，優(yōu)選地，該光電傳感器部分通過順序地點亮LED單元來檢測從每個LED單元陣列的光量。并且，優(yōu)選地，根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。
優(yōu)選地，布置有多個分別對應(yīng)于各LED單元陣列的單元，其中每個單元都被用作光電傳感器部分。另外，優(yōu)選地，該光電傳感器部分通過點亮LED單元來檢測各個LED單元的發(fā)光量。并且，優(yōu)選地，根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。
優(yōu)選地，該背光控制部分存儲分別流入LED單元的電流值，以便于使得各個光電傳感器部分的輸出近似相等。另外，優(yōu)選地，根據(jù)用于對LED單元的預(yù)定的其中之一的白平衡進行確定的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
優(yōu)選地，每個LED單元都可以被劃分為多個塊。另外，優(yōu)選地，每個光電傳感器部分都通過順序點亮LED單元的各個塊來檢測LED單元的每個塊的發(fā)光量。并且，優(yōu)選地，根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。
在根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)背光的方法中，背光系統(tǒng)包括LED部分，用于發(fā)出背光，以及光電傳感器部分，用于檢測每個LED單元的光量。該LED部分配置有多個LED單元陣列，其中每個LED單元陣列中都布置有多種發(fā)光顏色的LED。對每個LED單元進行控制，以便于點亮或關(guān)閉它們。該光電傳感器部分布置在LED部分一側(cè)上、沿每個LED單元的縱向方向上的末端側(cè)上。
該方法包括如下步驟將與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息存儲在光電傳感器部分中；以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元之一相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)該光電傳感器部分的增益。
優(yōu)選地，布置有一個用作該背光的光電傳感器部分的單元。另外，優(yōu)選地，在該存儲步驟中，與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息被存儲在光電傳感器部分中。并且，優(yōu)選地，在調(diào)節(jié)步驟中，根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)光電傳感器部分的增益。
優(yōu)選地，布置有多個分別對應(yīng)于多個LED單元陣列的單元，其中每個單元都被用作該背光系統(tǒng)的光電傳感器部分。另外，優(yōu)選地，在該存儲步驟中，與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息被存儲在光電傳感器部分中。并且，優(yōu)選地，在調(diào)節(jié)步驟中，根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)光電傳感器部分的增益。
優(yōu)選地，該方法進一步包括如下步驟將分別流入LED單元的電流值存儲在背光控制部分中，以便于使得各個光電傳感器部分的輸出近似相等；以及根據(jù)用于確定LED單元的預(yù)定一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
優(yōu)選地，每個LED單元都可以被劃分為多個塊。另外，優(yōu)選地，在調(diào)節(jié)步驟中，每個光電傳感器部分都通過順序地點亮LED單元的各個塊來檢測LED單元的各個塊的發(fā)光量。并且，優(yōu)選地，在調(diào)節(jié)步驟中，根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)該光電傳感器部分的增益。
根據(jù)本發(fā)明的背光系統(tǒng)，包括該背光系統(tǒng)的LCD裝置，以及調(diào)節(jié)背光的方法，可以簡單和可靠地調(diào)節(jié)每個LED單元的LED的發(fā)光量。并且，該背光控制部分的尺寸也不會變大。進一步，由于不需要有其他光學(xué)元件來使得進入光電傳感器部分的光量均勻，因此不需要額外的成本。結(jié)果，可以實現(xiàn)良好的具有低色差的白平衡。
這是由于以下的原因。用于檢測每個LED單元的光的光電傳感器部分布置在LED部分的一側(cè)，其中該LED部分包括多個LED單元，每個LED單元中都布置有多種發(fā)光顏色的LED。接著，根據(jù)增益校正信息來調(diào)節(jié)光電傳感器部分的增益，該增益校正信息是按照每個LED單元的位置而事先設(shè)置的。因此，能夠以最合適的條件進行該光電傳感器部分的校準(zhǔn)。
除此以外，當(dāng)該光電傳感器部分單獨地位于該LED部分的短邊中央附近時，根據(jù)增益校正信息來調(diào)節(jié)光電傳感器部分的增益，該增益校正信息是按照每個LED單元的位置而事先設(shè)置的。因此，能夠以最合適的條件進行該光電傳感器部分的校準(zhǔn)。
并且，當(dāng)多個光電傳感器部分分別位于LED部分的短邊上的各個LED單元的附近時，根據(jù)到各個LED單元的電流值，事先對這些電流值進行設(shè)置使得各個光電傳感器的輸出基本上相同，還根據(jù)用于確定一個LED單元的白平衡的信息，就能夠調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
進一步，當(dāng)每個LED單元都被劃分為多個塊時，根據(jù)增益校正信息來調(diào)節(jié)光電傳感器部分的增益，該增益校正信息是按照每個塊的位置而事先設(shè)置的。因此，能夠為每個塊調(diào)節(jié)白平衡。


對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的上述和其他目的、優(yōu)點和進一步的說明將會通過下面參照附圖的說明而變得更加清晰，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的LCD裝置的示意性結(jié)構(gòu)的框圖；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的LED部分以及光電傳感器部分的結(jié)構(gòu)圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的光電傳感器部分的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的LED部分以及光電傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的LED部分的操作狀態(tài)圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的LED部分的另一操作狀態(tài)圖；以及圖7示出了傳統(tǒng)LCD裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，在包括LED部分的掃描背光中，光電傳感器部分布置在LED部分的一側(cè)上，其中該LED部分配置有多個LED單元陣列，并且在每個LED單元陣列中都布置有多個LED。該光電傳感器部分檢測LED的發(fā)光量。例如，在LED部分的短邊的中心附近布置有一個光電傳感器部分。該光電傳感器部分具有如下功能根據(jù)被點亮的相應(yīng)LED單元的位置而自動地調(diào)節(jié)增益。因此，能夠以最適宜的條件進行光電傳感器部分的校準(zhǔn)。
另外，在掃描背光中，在LED部分的一側(cè)上布置有多個光電傳感器部分，其中每個光電傳感器都被用于檢測來自LED的光。例如，這些光電傳感器部分分別布置在LED部分的短邊上對應(yīng)于各個LED單元的位置上。事先對該多個光電傳感器部分進行調(diào)節(jié)，以便于響應(yīng)于相同量的光而具有相同的輸出電平。接著，各個LED單元的電流值被調(diào)節(jié)并接著被存儲，使得各個光電傳感器部分的輸出電平彼此相等。也就是說，各個LED單元的電流值被調(diào)節(jié)并接著被存儲，使得從各個LED單元發(fā)出的光彼此相同。對LED單元之一的白平衡進行調(diào)節(jié)，使得在各LED單元上按照相同的方式進行脈寬調(diào)制(PWM)控制。
并且，每個LED單元都被分為多個塊，并且對每個塊的電流值進行調(diào)節(jié)，使得與作為基準(zhǔn)的塊的電流值同步。這時，對該光電傳感器部分的增益進行調(diào)節(jié)。從而，即使位于遠離光電傳感器部分的LED單元的塊也能夠減小電流值的差異。也就是說，在LED單元的每個塊中，與該塊和光電傳感器之間的距離無關(guān)地對電流值進行調(diào)節(jié)。
這就使得可以提供一種掃描背光系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有極好的帶有很低色差的白平衡，這是因為可以簡單和可靠地調(diào)節(jié)亮度和白平衡，而無需擴大該背光控制部分的尺寸。
(第一示例性實施例)參照圖1至3來描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的背光系統(tǒng)、包括該背光系統(tǒng)的LCD裝置、以及調(diào)節(jié)背光的方法。
如圖1中所示，根據(jù)該實施例的背光系統(tǒng)包括LED部分1，LED驅(qū)動器部分2，光電傳感器部分10，背光控制部分3。該LED部分1包括多個LED。該LED驅(qū)動器部分2驅(qū)動該LED部分1。該光電傳感器部分10檢測來自LED部分1的光，并且該背光控制部分3控制該LED驅(qū)動器部分2以及光電傳感器部分10。此外，包括根據(jù)該實施例的背光系統(tǒng)的LCD裝置包括LED部分1，LED驅(qū)動器部分2，光電傳感器部分10，背光控制部分3，LCD面板4，LCD驅(qū)動器部分5等等。在該LCD面板4中，液晶層被固定在一對襯底之間。LED驅(qū)動器部分5驅(qū)動該LCD面板4?？梢赃m當(dāng)?shù)剡x擇該LCD面板4的驅(qū)動系統(tǒng)、開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)等。
另外，未示出的定時控制器將用于驅(qū)動該LCD裝置的信號提供給LCD驅(qū)動器部分5和背光控制部分3。根據(jù)該信號，該LCD驅(qū)動器部分5驅(qū)動該LCD面板4。另外，該背光控制部分3將LED驅(qū)動信號輸出給LED驅(qū)動器部分2。根據(jù)該LED驅(qū)動信號，該LED驅(qū)動器部分2使得該LED部分1與LCD面板4的顯示同步地發(fā)光。并且，該光電傳感器部分10檢測來自LED部分1的光，將檢測到的光轉(zhuǎn)換為電信號，接著將該電信號發(fā)回給背光控制部分3。通過這種方式，建立了反饋回路。
并且，如圖2中所示，根據(jù)該實施例的LED部分1為掃描背光。在該LED部分1中布置有多個LED單元陣列(圖2中的LED單元D1至D5)。在每個LED單元中，該LED 6呈線性布置，其中每個LED都包括多種發(fā)光顏色例如RGB。該LED單元D1至D5被配置為使得能夠在每個LED單元中調(diào)節(jié)白平衡。在該實施例中，在LED部分1的短邊側(cè)的中心附近只布置有一個光電傳感器部分10，其用于檢測來自各個LED 6的光。換句話說，該光電傳感器部分10單獨地布置在LED部分1一側(cè)的中心附近、位于每個LED單元的縱向方向上的末端側(cè)。
圖2示出了其中布置有5個LED單元陣列的結(jié)構(gòu)。但是，其有能力布置多個LED單元。并且，可以按照任何適當(dāng)?shù)姆绞皆诿總€LED單元中布置任意數(shù)量的LED。在圖2中，雖然該光電傳感器部分10位于大約該短邊的中央，但是，該光電傳感器部分10不需要一定位于中央。該光電傳感器部分10可以位于LED部分1側(cè)面的任意位置，只要在該位置處的光電傳感器部分10能夠檢測來自每個LED單元的光就可以了。
下面將描述按照上述方式構(gòu)成的背光系統(tǒng)的操作以及調(diào)節(jié)該背光的方法。按照下面的方式來調(diào)節(jié)背光。按照從LED單元D1至LED單元D5被逐個陣列地順序點亮該LED單元，并且調(diào)節(jié)每個LED 6的發(fā)光，使得每個LED單元都能夠具有相同的白平衡。這時，根據(jù)每個LED單元的位置來調(diào)節(jié)該光電傳感器部分10的檢測靈敏度的增益，從而以最適當(dāng)?shù)臈l件對該光電傳感器部分10進行校準(zhǔn)。
例如，可以如圖3所示來配置該光電傳感器部分10。該光電傳感器部分10包括自動增益控制部分11，差動放大器Amp，光電二極管PD以及可變電阻器VR。該差動放大器Amp通過它的第一輸入節(jié)點來接收基準(zhǔn)電壓Vref，并通過它的輸出節(jié)點來輸出電壓Vout。該光電二極管PD連接在差動放大器Amp的第一輸入節(jié)點和第二輸入節(jié)點之間。該可變電阻器VR被插入在差動放大器Amp的第二輸入節(jié)點和輸出節(jié)點之間，并且被來自自動增益控制部分11的指令所控制。來自差動放大器Amp的輸出電壓Vout被提供給背光控制部分3。該光電二極管PD為綠色光電二極管。當(dāng)LED單元的LED 6被點亮?xí)r，該光電二極管PD接收來自LED 6的光，并接著變?yōu)閷?dǎo)通。結(jié)果，電流就會流過該光電二極管PD。根據(jù)差動放大器Amp和可變電阻器VR的電阻將電流轉(zhuǎn)化為電壓。因此，與LED單元的LED的發(fā)光量相對應(yīng)的電壓就被輸出作為輸出電壓Vout。接著，由該自動增益控制部分11根據(jù)背光控制部分3中設(shè)置的增益來控制該輸出電壓Vout。
也就是說，與每個LED單元的位置以及每個LED單元和光電二極管PD之間的距離相對應(yīng)的增益校正的信息(下文中，被稱為增益校正信息)被事先存儲在自動增益控制部分11中。自動增益控制部分11根據(jù)來自背光控制部分3的信號來指定已經(jīng)被點亮的LED單元。接著，該自動增益控制部分11根據(jù)與該已經(jīng)被點亮的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)該增益。例如，當(dāng)對遠離光電傳感器部分10的LED單元的光進行檢測時，該光電傳感器部分10的增益增加，并且當(dāng)對接近于該光電傳感器部分10的LED單元的光進行檢測時，該增益降低。
通過這種方式，該LED部分1配置有多個LED單元陣列，其中這些LED單元被配置為使得能夠?qū)γ總€LED單元的白平衡進行調(diào)節(jié)。另外，一個光電傳感器部分10被布置為大約位于該LED部分1的短邊的中央。并且，與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息被存儲在光電傳感器部分10中。當(dāng)檢測到來自每個LED單元的光時，根據(jù)與該LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。這樣就可以簡單和可靠地調(diào)節(jié)每個LED的發(fā)光，同時減少了光電傳感器部分10的部件數(shù)量。結(jié)果，就可以實現(xiàn)很好的具有低色差的白平衡。
如上所述，使用了多個LED單元D1至D5，其中對每個LED發(fā)出的光進行調(diào)節(jié)。另外，除了一個劃分區(qū)域以外的所有發(fā)光區(qū)域中的LED單元都被點亮，并且從多個劃分區(qū)域上的LED單元中順序地選擇一個劃分區(qū)域上的LED單元，其將在之后被關(guān)閉。因此，不管LED部分1的每個LED單元的發(fā)光特性以及發(fā)光量的變化，都可以將每個LED單元D1至D5的發(fā)光量控制到預(yù)定量。結(jié)果，能夠改善從背光發(fā)出的光的亮度均勻性。
(第二示例性實施例)接著，參照圖4-6來說明根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的背光系統(tǒng)，包括該背光系統(tǒng)的LCD裝置，以及調(diào)節(jié)背光的方法。在本實施例中，該背光系統(tǒng)的整個結(jié)構(gòu)以及光電傳感器部分10的細節(jié)與圖1和3中所示的第一示例性實施例相同。因此，省略掉了對其的描述。
在上述第一示例性實施例中，一個光電傳感器部分10用于多個LED單元。另一方面，在第二示例性實施例中，如圖4中所示，光電傳感器部分10a至10e分別沿著每個LED單元的縱向方向布置在LED單元D1至D5的末端附近。在每個LED單元D1至D5中，多種發(fā)光顏色(例如RGB)的LED呈線性布置。因此，該光電傳感器部分10a至10e被配置為檢測從各個LED單元D1至D5發(fā)出的光。另外，每個LED單元D1至D5都被分為多個塊，例如LED單元D1情況下的D1-1，D1-2，D1-3，以及D1-4。通過該結(jié)構(gòu)，每個LED單元中的塊能夠被單獨驅(qū)動。
順便提及，在圖4中，配置有5個LED單元陣列，并且每個LED單元都被劃分為4塊。但是，有能力布置多個LED單元陣列，并且每個LED單元中都有多個塊。另外，事先校正光電傳感器部分10a至10e的輸出，使得相對于相同的光量來說，輸出也是近似相同的。除了該LED部分1以及光電傳感器部分10a至10e以外的部件與圖1中的第一示例性實施例相同。
下面將描述按照上述方式構(gòu)成的背光系統(tǒng)的操作以及調(diào)節(jié)該背光的方法。按照下面的方式來調(diào)節(jié)背光。從LED單元D1至LED單元D5逐個陣列地順序點亮該LED單元。接著，調(diào)節(jié)從LED中發(fā)出的光，使得LED單元D1至D5具有相同的白平衡。這時，使得電流進入每個LED單元，并且因此通過使用與各個LED單元相對應(yīng)的光電傳感器部分10a至10e來檢測光量。為了使得各個光電傳感器部分10a至10e的輸出大致相等，對該LED驅(qū)動器部分2進行控制，使得對流入各個LED單元的電流值進行調(diào)節(jié)。之后，該電流值被存儲在背光控制部分3等的非易失性存儲器中。接著，在對所有RGB的電流值進行調(diào)節(jié)之后，將用于確定白平衡的脈寬調(diào)制(PWM)值調(diào)節(jié)為例如位于中央的光電傳感器部分10c，并且它的輸出被共享使用。對于該結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)用于一個LED單元的白平衡，也可以調(diào)節(jié)用于其他LED單元的白平衡。
并且，如圖5和6所示，例如，該LED單元D1被分為四個塊D1-1，D1-2，D1-3以及D1-4。接著，這些塊被單獨點亮。圖5和6中的陰影區(qū)域表示被點亮的塊。這時，按照如下方式來設(shè)置與該LED單元D1相對應(yīng)的光電傳感器部分10a的檢測靈敏度的增益。具體地，發(fā)光塊的位置越遠，光電傳感器部分10a的檢測靈敏度的增益就越大。
因此，對于相同的亮度，能夠?qū)崿F(xiàn)相同的輸出。換句話說，發(fā)光塊的位置距離光電傳感器部分10a越近，該光電傳感器部分10a的檢測靈敏度的增益就被設(shè)置的越小。
也就是說，與第一示例性實施例的情況一樣，與塊的位置相對應(yīng)的增益校正信息被事先存儲在自動增益控制部分11中。根據(jù)該來自背光控制部分3的信號來指定LED單元的被點亮的塊。接著，根據(jù)與該LED單元的被點亮的塊相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。例如，當(dāng)檢測到來自圖5中所示的塊(D1-1)(該塊的位置與光電傳感器部分10a最近)的光時，該光電傳感器部分10a的增益降低。另一方面，當(dāng)檢測到來自圖6中所示的塊(D1-4)(該塊的位置與光電傳感器部分10a最遠)的光時，該光電傳感器部分10a的增益增加。對于該結(jié)構(gòu)，通過將向其中一個區(qū)域的輸出調(diào)節(jié)為基準(zhǔn)，可以更容易地調(diào)節(jié)外圍部分中的白平衡，并且因此降低了顏色的非均勻性。也就是說，不僅可以在LED部分1的短邊方面上，還可以在布置劃分塊的長邊方向上很容易地調(diào)節(jié)白平衡。結(jié)果，就能夠降低顏色的非均勻性。
如上所述，該LED部分1配置有多個LED單元陣列，對每個LED單元進行配置，使得能夠?qū)Π灼胶膺M行調(diào)節(jié)。另外，該光電傳感器部分10a至10e布置在縱向方向上的各個LED單元的末端附近。并且，為了獲得來自光電傳感器部分10a至10e的大致相同的輸出，電流值被存儲在背光控制部分3等中。進一步，用于確定多個LED單元之一的白平衡的信息(PWM值等)被應(yīng)用于其他LED單元。因此，可以簡單和可靠地調(diào)節(jié)從每個LED發(fā)出的光。結(jié)果，就可以實現(xiàn)很好的具有低色差的白平衡。
另外，每個LED單元都被分為多個塊，并且與每個塊相對應(yīng)的增益校正信息被存儲在光電傳感器部分10中。此外，當(dāng)檢測到來自每個塊的光時，根據(jù)對應(yīng)于該塊的增益校正信息來調(diào)節(jié)增益。因此，可以調(diào)節(jié)每個塊的白平衡。
在第一示例性實施例中，描述了如下情況根據(jù)事先存儲的增益校正信息來配置一個光電傳感器部分10以及為每個LED單元調(diào)節(jié)增益。在第二示例性實施例中，描述了如下的情況。具體地，每個LED單元都被劃分為多個塊，并且該光電傳感器部分10被提供給各個LED單元。因此，根據(jù)事先存儲在每個光電傳感器部分中的增益校正信息為每個塊調(diào)節(jié)增益。但是，本發(fā)明并不僅限于上述實施例。例如，也可以將該第一和第二示例性實施例的結(jié)構(gòu)組合在一塊。也就是說，在實際應(yīng)用中，圖4中所示的LED，其中每個LED單元都包括多個塊，能夠與圖2中所示的一個光電傳感器部分10(其中該光電傳感器部分10布置在LED部分1的短邊中央附近)組合在一塊。在這種情況下，通過使用一個光電傳感器部分10，就能夠檢測到來自LED單元的塊的光。為了實現(xiàn)這個結(jié)構(gòu)，事先存儲與每個塊的位置相對應(yīng)的增益校正信息。因此，通過使用一個光電傳感器部分10，可以為多個LED單元陣列中的每一個中的每個塊進行增益調(diào)節(jié)。并且，本發(fā)明不僅可以被應(yīng)用于用作LCD面板的背光系統(tǒng)，而且可以被應(yīng)用于任何其他類型的照明系統(tǒng)。
雖然已經(jīng)參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明真實保護范圍的情況下可以進行各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種背光系統(tǒng)，包括LED部分，包括多個LED單元陣列，其中每個LED單元都包含布置在每個中的多種發(fā)光顏色的LED；背光控制部分，用于響應(yīng)于定時信號而輸出LED驅(qū)動信號；LED驅(qū)動器部分，用于響應(yīng)于該LED驅(qū)動信號而順序地點亮或關(guān)閉該LED單元；以及光電傳感器部分，布置在LED部分的一側(cè)、在每個LED單元的縱向方向上的末端側(cè)，用于檢測每個LED單元的光量，使得該光電傳感器部分存儲與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息，以及其中根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)用于檢測LED單元的光量的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，其中僅僅布置一個用作所述光電傳感器部分的單元，該光電傳感器部分通過順序地點亮各LED單元來檢測來自多個LED單元陣列的每一個的光量，以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)所述增益。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的背光系統(tǒng)，其中布置有分別對應(yīng)于多個LED單元陣列的多個單元，其中每個單元都被用作光電傳感器部分，該光電傳感器部分通過點亮LED單元來檢測各個LED單元的光量，以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)所述增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的背光系統(tǒng)，其中該背光控制部分存儲分別流入各LED單元的電流值，以便于使得各個光電傳感器部分的輸出近似相等，以及根據(jù)用于確定各LED單元中預(yù)定的一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的背光系統(tǒng)，其中每個LED單元都被劃分為多個塊，通過順序地點亮LED單元的各塊，每個光電傳感器部分都檢測LED單元的各塊的每一個的光量，以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)所述增益。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的背光系統(tǒng)，其中該背光控制部分存儲分別流入各LED單元的電流值，以便于使得各個光電傳感器部分的輸出近似相等，以及根據(jù)用于確定各LED單元中的預(yù)定的一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
7.一種液晶顯示器裝置，包括液晶顯示面板；以及背光系統(tǒng)，用于將背光發(fā)射至該液晶顯示面板，并控制該背光系統(tǒng)，以便于與液晶顯示面板的顯示同步地點亮或關(guān)閉，其中該背光系統(tǒng)包括LED部分，包括多個LED單元陣列，其中在每個LED單元中都布置有多種發(fā)光顏色的LED；背光控制部分，用于響應(yīng)于定時信號而輸出LED驅(qū)動信號；LED驅(qū)動器部分，用于響應(yīng)于該LED驅(qū)動信號而順序地點亮或關(guān)閉各LED單元；以及光電傳感器部分，用于檢測來自每個LED單元的光量，該光電傳感器部分布置在LED部分一側(cè)上，位于每個LED單元的縱向方向上的末端側(cè)，該光電傳感器部分存儲與每個LED單元相對應(yīng)的增益校正信息，以及其中根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)用于檢測LED單元的光量的增益。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的液晶顯示器裝置，其中僅僅布置一個用作光電傳感器部分的單元，該光電傳感器部分通過順序地點亮LED單元來檢測來自多個LED單元陣列的每一個的光量，以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的該LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)所述增益。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的液晶顯示器裝置，其中布置分別與所述各LED單元陣列相對應(yīng)的多個單元，其中每個單元都被用作光電傳感器部分，所述各光電傳感器部分通過點亮各LED單元來檢測各個LED單元的光量，以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的所述LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)所述增益。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的液晶顯示器裝置，其中該背光控制部分存儲分別流入各LED單元的電流值，以便于使得從各個光電傳感器部分的輸出近似相等，以及根據(jù)用于確定各LED單元中預(yù)定的一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的液晶顯示器裝置，其中每個LED單元都被劃分為多個塊，通過順序地點亮LED單元的各個塊，每個光電傳感器部分都檢測來自LED單元的每個塊的光量，以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)所述增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的液晶顯示器裝置，其中該背光控制部分存儲分別流入各LED單元的電流值，以便于使得從各個光電傳感器部分的輸出近似相等，以及根據(jù)用于確定各LED單元中預(yù)定的一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
13.一種調(diào)節(jié)背光的方法，其中該背光系統(tǒng)包括LED部分，用于發(fā)出背光，該LED部分配置有多個LED單元陣列，其中每個LED單元都包括布置在其中的多種發(fā)光顏色的LED，并且對每個LED單元進行控制，以便于被點亮或關(guān)閉；以及光電傳感器部分，用于檢測每個LED單元的光量，該光電傳感器部分布置在LED部分的一側(cè)、位于每個LED單元的縱向方向上的末端側(cè)上，該方法包括如下步驟將與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息存儲在所述光電傳感器部分中；以及根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的LED單元之一相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)該光電傳感器部分的增益。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的調(diào)節(jié)背光的方法，其中布置用作該背光的光電傳感器部分的一個單元，在所述存儲步驟中，將與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息存儲在所述光電傳感器部分中，以及在所述調(diào)節(jié)步驟中，根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)所述光電傳感器部分的增益。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的調(diào)節(jié)背光的方法，其中分別對應(yīng)于所述多個LED單元陣列布置有多個單元，其中每個單元都被用作該背光系統(tǒng)的光電傳感器部分，在該存儲步驟中，將與每個LED單元的位置相對應(yīng)的增益校正信息存儲在所述光電傳感器部分中，以及在該調(diào)節(jié)步驟中，根據(jù)與每個要被調(diào)節(jié)的每個LED單元相對應(yīng)的增益校正信息來調(diào)節(jié)所述光電傳感器部分的增益。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的調(diào)節(jié)背光的方法，進一步包括如下步驟將分別流入各LED單元的電流值存儲在所述背光控制部分中，以便于使得從各個光電傳感器部分的輸出近似相等；以及根據(jù)用于確定各LED單元中預(yù)定的一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的調(diào)節(jié)背光的方法，其中每個LED單元都被劃分為多個塊，在該調(diào)節(jié)步驟中，通過順序地點亮LED單元的各個塊，每個光電傳感器部分都檢測LED單元的各個塊的光量，以及在該調(diào)節(jié)步驟中，根據(jù)與要被調(diào)節(jié)的每個LED單元相對應(yīng)的所述增益校正信息來調(diào)節(jié)該光電傳感器部分的所述增益。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的調(diào)節(jié)背光的方法，進一步包括如下步驟將分別流入各LED單元的電流值存儲在所述背光控制部分中，以便于使得從各個光電傳感器部分的輸出近似相等；以及根據(jù)用于確定各LED單元中預(yù)定的一個的白平衡的信息以及還根據(jù)所述電流值，來調(diào)節(jié)其他LED單元的白平衡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種背光系統(tǒng)、相應(yīng)的液晶顯示器和調(diào)節(jié)背光的方法。光電傳感器部分位于LED板的短邊的中央附近，其中該LED包括多個LED單元陣列，在每個LED單元陣列中布置有多個LED。根據(jù)按照每個LED單元的位置事先設(shè)置的增益校正信息來調(diào)節(jié)光電傳感器部分的增益。因此，能夠在最合適的條件下進行該光電傳感器部分的校準(zhǔn)。在已經(jīng)按照這種方式被調(diào)節(jié)的光電傳感器部分順序地檢測LED單元的發(fā)光量的同時，該背光單元向著液晶顯示面板發(fā)射背光。
文檔編號G02F1/1335GK101055374SQ20071009660
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者西垣榮太郎 申請人:Nec液晶技術(shù)株式會社