專利名稱：發(fā)光控制系統(tǒng)和圖像顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對具有多個局部發(fā)光區(qū)域的光源設(shè)備執(zhí)行發(fā)光控制的發(fā)光 控制系統(tǒng)，所述局部發(fā)光區(qū)域可以被彼此獨(dú)立地控制，并且本發(fā)明涉及使 用該發(fā)光控制系統(tǒng)的圖像顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近些年來，以液晶電視和等離子體顯示面板(PDP)為代表的顯示器 變得越來越薄。特別是，大部分的移動設(shè)備顯示器由液晶制成并且需要具 有可靠的色彩再現(xiàn)性。通常，背光被用于液晶面板。使用熒光管的CCFL (冷陰極熒光燈)型背光是主流。然而，為了環(huán)保起見，需要不使用水銀 的技術(shù)，并且發(fā)光二極管(LED)等被認(rèn)為是替代CCFL的有潛力的光 源。
例如，在日本未實審專利申請公開第2001-142409號和第2005-302737 號中提出了使用這樣的LED的背光設(shè)備。在日本未實審專利申請公開第 2001-142409號所公開的LED背光設(shè)備中，光源被分為多個局部發(fā)光部 分，并且發(fā)光操作在局部發(fā)光部分中被彼此獨(dú)立地執(zhí)行。另一方面，在曰 本未實審專利申請公開第2005-302737號所公開的LED背光設(shè)備中，來自 光源的照明光通過光接收設(shè)備被檢測，并且基于檢測值，光源的光生成量 被控制。

發(fā)明內(nèi)容
在使用所謂的局部驅(qū)動型背光的液晶顯示設(shè)備中，其中在該局部驅(qū)動 型背光中基于局部發(fā)光部分單元來獨(dú)立地執(zhí)行發(fā)光操作，例如，通過根據(jù) 視頻信號來改變背光亮度，更深的黑色表現(xiàn)和更淺的亮色表現(xiàn)(highlight
expression)可以被執(zhí)行，并且顯示亮度的動態(tài)范圍可以被擴(kuò)大。然而，在 作為發(fā)光元件的LED中，光亮度可能隨時間的逝去或者由于其他原因而無 意地(unintentionally)改變。因此，為了獲得穩(wěn)定的顯示亮度，需要通過 光敏傳感器來檢測發(fā)光元件的光亮度，并且基于檢測值來控制發(fā)光元件的 光生成量。
然而，當(dāng)將該方法應(yīng)用于局部驅(qū)動型背光時，必須針對每個局部驅(qū)動 塊設(shè)置至少一個光敏傳感器。因此，背光自身的配置變得復(fù)雜，并且由于 不僅用于多個發(fā)光元件的導(dǎo)線而且用于多個光敏傳感器的導(dǎo)線是必需的， 所以尺寸增大。特別是，在局部驅(qū)動塊數(shù)目較大的情況下，需要用于更大 數(shù)目的發(fā)光元件的導(dǎo)線。因此，即使在不設(shè)置用于光亮度檢測的光敏傳感 器的情況下，導(dǎo)線也很復(fù)雜并且很難實現(xiàn)緊湊的設(shè)備配置。
當(dāng)通過局部驅(qū)動塊來檢測發(fā)光元件的亮度時，在某些情況下，料想由 于從另一局部驅(qū)動塊發(fā)出的光的影響而不可以對亮度進(jìn)行精確檢測。
因此希望提供一種發(fā)光控制系統(tǒng)和使用該發(fā)光控制系統(tǒng)的圖像顯示系 統(tǒng)，藉此局部驅(qū)動型光源設(shè)備可以被更緊湊地構(gòu)造。還希望提供一種發(fā)光 控制系統(tǒng)和使用該發(fā)光控制系統(tǒng)的圖像顯示系統(tǒng)，其實現(xiàn)對局部驅(qū)動型光 源設(shè)備的更精確的亮度檢測。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種發(fā)光控制系統(tǒng)，其包括多個發(fā)光 模塊，每個發(fā)光模塊包括多個發(fā)光元件并且每個發(fā)光模塊是將被控制的單 元；多個發(fā)光模塊控制器，每個發(fā)光模塊控制器被設(shè)置用于每個發(fā)光模塊 并且控制一個相應(yīng)的發(fā)光模塊；以及中央控制器，其控制多個發(fā)光模塊。 多個發(fā)光模塊控制器被分為多個組，屬于每個組的多個發(fā)光模塊控制器在 組內(nèi)以級聯(lián)的方式連接，多個組并行地與中央控制器連接，并且從中央控 制器發(fā)送到多個組中的每個組的控制信息在每個組中被順序地從一個發(fā)光 模塊控制器傳送到下一個發(fā)光模塊控制器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種本發(fā)明圖像顯示系統(tǒng)，包括顯示 面板，其基于輸入視頻信號來調(diào)制入射光；以及照明單元，其照明顯示面 板。照明單元包括多個發(fā)光模塊，每個發(fā)光模塊包括多個發(fā)光元件并且每 個發(fā)光模塊是將被控制的單元；發(fā)光模塊控制器，每個發(fā)光模塊控制器被 設(shè)置用于每個發(fā)光模塊并且控制相應(yīng)的一個發(fā)光模塊；以及中央控制器，
其控制多個發(fā)光模塊。多個發(fā)光模塊控制器被分為多個組，屬于每個組的 多個發(fā)光模塊控制器在組內(nèi)以級聯(lián)的方式連接，多個組并行地與中央控制 器連接，并且從中央控制器被發(fā)送到多個組的每個組的控制信息在每個組 中被順序地從一個發(fā)光模塊控制器傳送到下一個發(fā)光模塊控制器。
上述組件與表示本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置、方法等的任意組合作為本發(fā)明 的模式也是有效的。
在本發(fā)明實施例的發(fā)光控制系統(tǒng)或圖像顯示系統(tǒng)中，通過并行地與中 央控制器連接的每個組中的、以級聯(lián)方式串行連接(菊花鏈連接)的多個 發(fā)光模塊控制器，從中央控制器發(fā)送到組的控制信息被順序地從在前一級
(stage)處的發(fā)光模塊控制器傳送到在后一級處的發(fā)光模塊控制器。因 此，控制數(shù)據(jù)被分發(fā)(distribute)到屬于所有組的所有的發(fā)光模塊控制 器。
在本發(fā)明實施例的發(fā)光控制系統(tǒng)或圖像顯示系統(tǒng)中，光敏傳感器可以 被設(shè)置用于每個發(fā)光模塊并且用于檢測發(fā)光模塊中每個發(fā)光元件的亮度。 每個發(fā)光模塊控制器可以執(zhí)行控制以使得屬于相應(yīng)發(fā)光模塊的發(fā)光元件可 選擇地執(zhí)行用于光敏傳感器的亮度檢測的發(fā)光操作。在這種情況下，具體 地，每個發(fā)光模塊控制器優(yōu)選地基于控制信息來執(zhí)行對相應(yīng)發(fā)光模塊中的 發(fā)光元件的發(fā)光控制，以使得在相鄰的發(fā)光模塊中不同時執(zhí)行用于亮度檢 測的發(fā)光操作。為了實現(xiàn)控制，有這樣一種方法將模塊ID指派給發(fā)光 模塊并且將多個發(fā)光模塊布置為使得相鄰發(fā)光模塊中的發(fā)光模塊控制器具 有彼此不同的模塊ID。
在本發(fā)明實施例的發(fā)光控制系統(tǒng)或圖像顯示系統(tǒng)中，每個發(fā)光模塊控 制器執(zhí)行控制以使得屬于相應(yīng)發(fā)光模塊的多個發(fā)光元件順序地發(fā)光，并且 光敏傳感器根據(jù)每個發(fā)光元件的發(fā)光操作來執(zhí)行亮度檢測。在這種情況下，基于控制信息，每個發(fā)光模塊控制器可以通過以下兩種方法之一來執(zhí) 行對每個發(fā)光元件的發(fā)光控制。
在第一種方法中，關(guān)于被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模
塊，屬于該發(fā)光模塊的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段(period)
包括作為光源的元件的固有發(fā)光操作的時間段和用于亮度檢測的發(fā)光操作 的時間段。關(guān)于未被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模塊，屬于 該發(fā)光模塊的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段僅包括作為光源的元 件的固有發(fā)光操作的時間段。
在第二種方法中，關(guān)于被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模 塊，屬于該發(fā)光模塊的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段包括作為光 源的元件的固有發(fā)光操作的時間段和用于亮度檢測的發(fā)光操作的時間段。 關(guān)于未被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模塊，屬于該發(fā)光模塊 的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段包括作為光源的元件的固有發(fā)光
操作的時間段和啞(dummy)發(fā)光操作的時間段。在這種情況下，因為啞 發(fā)光操作的存在，所以可以防止總光量在其亮度要被檢測的發(fā)光模塊和其 亮度不要被檢測的發(fā)光模塊之間變化。在這種情況下，優(yōu)選地將啞發(fā)光操 作的時間段和用于亮度檢測的發(fā)光操作的時間段設(shè)定為彼此偏離，從而使 得在相鄰發(fā)光模塊的亮度檢測結(jié)果中不會出現(xiàn)干擾(串?dāng)_ (crosstalk))。
在本發(fā)明實施例的發(fā)光控制系統(tǒng)或圖像顯示系統(tǒng)中，從中央控制單元 被發(fā)送到并行地與中央控制單元連接的組的控制信息，在每個組的多級中 串行連接的多個發(fā)光模塊控制器之間被順序地從前向后傳送。因此，控制 信息被分發(fā)到屬于所有組的所有的發(fā)光模塊控制器。因此，可以通過較小 數(shù)目的導(dǎo)線來控制多個發(fā)光元件。
從以下的描述中，本發(fā)明的其他以及進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更 充分地出現(xiàn)。


圖1是示出作為本發(fā)明實施例的發(fā)光控制系統(tǒng)所應(yīng)用于的圖像顯示系
8統(tǒng)的主要部分的配置的框圖。
圖2是示出圖像顯示系統(tǒng)的示意性一般配置的框圖。
圖3是示出BL模塊的排布狀態(tài)的平面圖。
圖4是示出發(fā)光順序表的示例的示圖。
圖5是示出從中央控制單元發(fā)送的控制信息的示例的示圖。
圖6是用于說明發(fā)光操作和感測定時的定時圖。
圖7是用于說明本實施例的動作和效果的定時圖。
圖8A至8D是用于說明本實施例的動作和效果的示意性平面圖。
圖9是示出圖7的主要部分的配置的定時圖。
圖IO是示出作為本發(fā)明的修改的發(fā)光順序表的示圖。
圖ll是示出作為本發(fā)明的修改的BL模塊的排布狀態(tài)的平面圖。
具體實施例方式
在下文中，將通過參考圖示來詳細(xì)描述用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式 (在下文中，簡單稱作實施例)。
圖1示出作為本發(fā)明實施例的發(fā)光控制系統(tǒng)所應(yīng)用于的圖像顯示系統(tǒng) 的主要部分的配置。圖2示出圖像顯示系統(tǒng)的示意性一般配置。圖像顯示 系統(tǒng)被構(gòu)造為液晶顯示設(shè)備，該液晶顯示設(shè)備用于通過由液晶元件基于視 頻信號來調(diào)制來自局部驅(qū)動型背光的照明光，來顯示圖像。圖像顯示系統(tǒng) 具有中央控制單元2、液晶顯示單元4和包括多個背光(BL)模塊Ml到 M6的背光單元6。
中央控制單元2具有連接到視頻源S的局部驅(qū)動計算機(jī)21、連接到局 部驅(qū)動計算機(jī)21的LCD控制器22、背光(BL)控制器23和存儲器24。 局部驅(qū)動計算機(jī)21分析從視頻源S輸入的視頻信號并生成具有根據(jù)視頻 信號的形狀的背光局部驅(qū)動模式(pattern)(隨后將描述該模式)。LCD 控制器22控制液晶顯示單元4。 BL控制器23基于從局部驅(qū)動計算機(jī)21 獲得的背光局部驅(qū)動模式來控制背光單元6的BL模塊Ml到M6。存儲器 24保存發(fā)光順序表(隨后將描述該表)。
液晶顯示單元4具有液晶顯示面板41、 X驅(qū)動器42、 Y驅(qū)動器43和LCD定時控制器44。液晶顯示面板41是用于基于視頻源S來顯示視頻圖 像的部分。X驅(qū)動器(數(shù)據(jù)驅(qū)動器)42和Y驅(qū)動器(柵極驅(qū)動器)43將 用于顯示視頻圖像的驅(qū)動信號供應(yīng)到液晶顯示面板41。 LCD定時控制器 44基于從中央控制單元2的LCD控制器22輸入的視頻信號，將用于顯示 驅(qū)動的控制信號供應(yīng)到X驅(qū)動器42和Y驅(qū)動器43。
背光單元6的BL模塊中的每一個(僅示出了 M3)具有模塊控制器 61、 LED陣列62、光傳感器(photosensor) 63、溫度傳感器64和通信控 制器65。模塊控制器61控制全部的BL模塊，并且具有背光(BL)驅(qū)動 器611、 A/D轉(zhuǎn)換器612、 1/V轉(zhuǎn)換器613和定時控制器614。
BL驅(qū)動器611在定時控制器614的控制下將驅(qū)動信號供應(yīng)到LED陣 列62，并且向/從通信控制器65發(fā)送/接收信號。I/V轉(zhuǎn)換器613在預(yù)定的 定時，將分別從光傳感器63和溫度傳感器64獲得的亮度信號和溫度信號 從電流值轉(zhuǎn)換到電壓值。定時控制器614將指示亮度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的采 樣定時的采樣信號供應(yīng)到1/V轉(zhuǎn)換器613。 A/D轉(zhuǎn)換器612將由1/V轉(zhuǎn)換器 613獲得的、作為模擬信號的亮度信號和溫度信號(電壓值)轉(zhuǎn)換為數(shù)字 數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到通信控制器65。通信控制器65經(jīng)由串行 數(shù)據(jù)線(例如，SPI信號線)連接到中央控制單元2中的BL控制器23， 并且在與背光有關(guān)的控制下向/從BL控制器23發(fā)送/接收信號。通信控制 器65還向/從另一 BL模塊M2發(fā)送/接收信號。
如圖2所示，BL模塊Ml到M6被分為兩組。第一組DG1由按從中 央控制單元2 —側(cè)起的順序排列的三個BL模塊M3、 M2和Ml組成，這 三個模塊多級串行連接(菊花鏈連接)。第二組DG2由按從中央控制單元 2 —側(cè)起的順序而菊花鏈?zhǔn)竭B接的三個BL模塊M6、 M5和M4組成。BL 模塊M3和M6經(jīng)由串行數(shù)據(jù)線連接到中央控制單元2中的BL控制器 23。也就是，第一組DG1和第二組DG2并行地連接到中央控制單元2。
將(ID:0) 、 (ID:1)和(ID:2)作為標(biāo)識號(模塊ID)分別指派給 屬于第一組DG1的BL模塊Ml、 M2和M3中的模塊控制器61。將 (ID:2) 、 (ID:3)和(ID:0)作為模塊ID分別指派給屬于第二組DG2 的BL模塊M4、 M5和M6中的模塊控制器61。模塊ID的指派具有很重要的意義，這將在隨后描述。
圖3示出BL模塊M1到M6的排布狀態(tài)。在該示圖中，為了方便，標(biāo) 號61-1到61-6被指派給BL模塊中的模塊控制器61。如圖所示，(ID:0) 作為模塊ID被指派給作為六個BL模塊Ml到M6中的兩個BL模塊的、 位于左上部分中的BL模塊Ml中的模塊控制器61-1和位于右下部分中的 BL模塊M6中的模塊控制器61-6。 (ID:2)作為模塊ID被指派給位于右 上部分中的BL模塊M3中的模塊控制器61-3和位于左下部分中的BL模 塊M4中的模塊控制器61-4。 (ID:1)作為模塊ID被指派給位于上層中央 的BL模塊M2中的模塊控制器61-2。 (ID:3)作為模塊ID被指派給位于 下層中央的BL模塊M5中的模塊控制器61-5。因此，六個BL模塊的相鄰 模塊的模塊ID彼此不同。
每個BL模塊具有12個LED塊，這些LED塊被賦予元件ID #0到 #11，并且光傳感器63被差不多置于陣列的中心位置。在圖3中，為了方 便，標(biāo)號63-1到63-6被指派給BL模塊中的光傳感器63。例如，BL模塊 Ml的光傳感器63-1在12個LED塊的LED順序點(diǎn)亮?xí)r檢測光的亮度。其 他的光傳感器63-2到63-6類似地進(jìn)行操作。光傳感器63-1到63-6被排布 為通過特定方法來感測亮度，該特定方法確保在由12個LED塊順序發(fā)出 的光可以被感測的范圍和相鄰光傳感器的感測范圍之間不會出現(xiàn)串?dāng)_的定 時。可以用單獨(dú)地(singularly)發(fā)出白光的白色LED來構(gòu)造光傳感器63-1到63-6。可以通過組合R、 G和B的LED (或R、 G、 G和B的LED) 來生成白光。
如同樣參考圖2所描述的，在圖3中，在第一組DG1中，模塊控制器 61-3、 61-2和61-1按從連接器CI 一側(cè)起的順序被菊花鏈?zhǔn)竭B接。在第二 組DG2中，模塊控制器61-6、 61-5和61-4按從連接器C2 —側(cè)起的順序 被菊花鏈?zhǔn)竭B接。
如隨后將要描述的，具有同一模塊ID的模塊控制器使LED在相同時 間段內(nèi)執(zhí)行用于檢測亮度的發(fā)光操作。如上所述，六個BL模塊中的相鄰 BL模塊的模塊ID是彼此不同的。因此，防止了用于檢測亮度的發(fā)光操作 在相鄰BL模塊中被同時地執(zhí)行。每個組中所包括的模塊控制器61具有彼此不同的模塊ID。因此，在
每個組中可以執(zhí)行基于模塊ID的排序。具體地，如圖2和圖3中的箭頭 所示，從中央控制單元2向第一和第二組DG1和DG2發(fā)送的控制數(shù)據(jù)被 順序地從前一級中的模塊控制器61 (BL模塊)傳送到后續(xù)級中的模塊控 制器61 (BL模塊)。如圖2中的箭頭所示，從光傳感器63獲得的光亮度 的檢測數(shù)據(jù)在朝向中央控制單元2的組中被順序地從前一級中的模塊控制 器61 (BL模塊)傳送到后續(xù)級中的模塊控制器61 (BL模塊)。此外， 屬于同一組的多個模塊控制器61基于控制信息，在各組之間逐步彼此進(jìn) 行響應(yīng)的同時，控制相應(yīng)BL模塊的發(fā)光。雖然中央控制單元2并行地將 控制數(shù)據(jù)發(fā)送到如圖2和圖3所示的多個組，但是在這種情況下，控制數(shù) 據(jù)并非必須在各組之間同步發(fā)送。
現(xiàn)參考圖4,將描述在中央控制單元2的存儲器24中保存的發(fā)光順序 表。圖4示出發(fā)光順序表的示例。
通過使用由上述模塊ID和元件ID的組合所指定的發(fā)光元件地址，來 指定發(fā)光順序表。例如，圖表中的發(fā)光元件地址"01-03-R"表示模塊ID 是"01"，元件ID是"03"，并且目標(biāo)LED (LED塊中的LED)是"R
(紅色LED)"。類似地，圖表中的"01-03-G"表示模塊ID是"01"， 元件ID是"03"，并且目標(biāo)LED是"G (綠色LED)"。圖表中的"01-03-B"表示模塊ID是"01"，元件ID是"03"，并且目標(biāo)LED是"B
(藍(lán)色LED)"。這樣的發(fā)光元件地址被順序地指派給所有的BL模塊和 LED塊。
例如，如圖5所示，背光局部驅(qū)動模式(去往BL模塊的控制數(shù)據(jù)) 被作為分組數(shù)據(jù)柳到#160從中央控制單元2發(fā)送到模塊控制器61。具體 地，如圖5中的(A)所示，分組數(shù)據(jù)由如下的數(shù)據(jù)構(gòu)成作為頭部信息 的控制數(shù)據(jù)、圖4所示的地址數(shù)據(jù)、PWM數(shù)據(jù)、電流值、指示由光傳感 器所執(zhí)行的測量存在或不存在的數(shù)據(jù)(作為每個LED塊和光傳感器63的 數(shù)據(jù))以及錯誤和奇偶校驗數(shù)據(jù)。如圖5中的(B)和(C)所示，例如， 在分組數(shù)據(jù)#0到#160之中，分組數(shù)據(jù)柳到糾0作為用于模塊ID二0的BL 模塊的控制數(shù)據(jù)被取回到模塊ID=0的BL模塊中。在此之后，控制數(shù)據(jù)
12被傳送到在后一級處的模塊ID=0的BL模塊。類似地，例如，分組數(shù)據(jù) #155到#160作為用于模塊ID=3的BL模塊的控制數(shù)據(jù)被模塊ID=3的模 塊取回。
LED的這種點(diǎn)亮(light-on)信息可以被視為一個具有少量像素的畫面 的一種亮度信息。每個LED塊的點(diǎn)亮定時可以與對要重疊的液晶顯示面板 41中的視頻數(shù)據(jù)的重寫幾乎同步。具體地，例如，在從液晶顯示面板41 中的畫面的頂部到底部來重寫視頻數(shù)據(jù)的情況下，可以從背光的頂部到底 部來順序啟動LED塊，此外，可以基于局部行單元來執(zhí)行閃爍(閉光 (light-off))。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述具有這樣的配置的實施例的發(fā)光控制系統(tǒng)和圖像顯示 系統(tǒng)的操作。
如圖1所示，局部驅(qū)動計算機(jī)21分析從視頻源S輸入的視頻信號， 并且通過使用存儲器24中保存的發(fā)光順序表來生成具有根據(jù)視頻信號的 形狀的背光局部驅(qū)動模式。BL控制器23基于從局部驅(qū)動計算機(jī)21獲得的 背光局部驅(qū)動模式來生成用于控制背光單元6中的BL模塊Ml到M6的控 制數(shù)據(jù)，并且將控制數(shù)據(jù)供應(yīng)到每個組的BL模塊。
每個BL模塊中的通信控制器65在與背光有關(guān)的控制方面與BL控制 器23進(jìn)行通信，并且相應(yīng)地在該控制方面與BL驅(qū)動器611進(jìn)行通信。光 傳感器63和溫度傳感器64分別測量亮度信號和溫度信號。測量值被I/V 轉(zhuǎn)換器613根據(jù)從定時控制器614供應(yīng)的采樣信號而采樣，并且被從電流 值轉(zhuǎn)換到電壓值。A/D轉(zhuǎn)換器612將通過I/V轉(zhuǎn)換器613獲得的作為模擬 信號的亮度信號和溫度信號(電壓值)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被供應(yīng) 到通信控制器65。 BL驅(qū)動器611在定時控制器614的控制下將驅(qū)動信號 供應(yīng)到LED陣列62以控制LED塊的發(fā)光操作，從而使得亮度和顏色維持 恒定。
另一方面，中央控制單元2中的LCD控制器22生成用于控制液晶顯 示單元4的控制信號和視頻信號。這些信號被供應(yīng)到LCD定時控制器 44。 LCD定時控制器44生成用于顯示驅(qū)動的控制信號并且將控制信號供 應(yīng)到X驅(qū)動器42和Y驅(qū)動器43。通過X驅(qū)動器(數(shù)據(jù)驅(qū)動器)42和Y驅(qū)動器(柵極驅(qū)動器)43，用于視頻顯示的驅(qū)動信號被生成。驅(qū)動信號被
供應(yīng)到液晶顯示面板41。從BL模塊發(fā)出的光在液晶顯示面板41中根據(jù) 基于視頻源S的驅(qū)動信號被調(diào)制，從而顯示基于視頻源S的視頻圖像。
在順序啟動將測量其亮度的LED塊時，在PWM點(diǎn)亮操作期間瞬時 (A/D轉(zhuǎn)換需要大約20//sec)(這在視覺上不會被識別)順序啟動LED 塊。如隨后要描述的，所發(fā)出的光在穩(wěn)定的定時處被測量并被A/D轉(zhuǎn)換， 并且所有的LED塊中的每種顏色R、 G和B的亮度被測量。
在BL模塊中，根據(jù)如圖5所示的背光局部驅(qū)動模式，例如，如圖6 所示的PWM發(fā)光操作和亮度檢測操作(光傳感器63的光接收操作)被執(zhí) 行。
具體地，首先，例如如圖6中的(B)所示，在一個發(fā)光周期(一個 LED塊的發(fā)光周期)中在PWM脈沖之后設(shè)定光傳感器63的感測脈沖的 定時，并且設(shè)定感測脈沖的位置和寬度。
如圖6中的(B)所示，關(guān)于其亮度被指示為要檢測的BL模塊，屬于 該BL模塊的每個背光局部驅(qū)動模式LED塊的單位發(fā)光操作周期(一個發(fā) 光周期的時間段)包括光源的固有發(fā)光操作的時間段(其中設(shè)定了 PWM 脈沖的時間段)和用于由光傳感器63來檢測亮度的發(fā)光操作的時間段
(其中設(shè)定了感測脈沖的時間段)。另一方面，如圖6中的(A)所示， 關(guān)于其亮度未被指示為要檢測的BL模塊，屬于該BL模塊的每個LED塊 的單位發(fā)光操作時間段僅包括光源的固有發(fā)光操作的時間段(其中設(shè)定了 PWM脈沖的時間段)。在圖中的感測定時Td處，設(shè)定存在或不存在光傳 感器63的亮度檢測。
例如，如圖6中的(C)所示，關(guān)于其亮度未被指示為要檢測的BL模 塊，屬于該BL模塊的每個背光局部驅(qū)動模式LED塊的單位發(fā)光操作周期
(一個發(fā)光周期的時間段)包括光源的固有發(fā)光操作的時間段(其中設(shè)定 了 PWM脈沖的時間段)和啞發(fā)光操作的時間段(其中設(shè)定了啞脈沖的時 間段)。在這樣的情況下，因為啞發(fā)光操作的存在，所以在其亮度要被檢 測的BL模塊和其亮度不要被檢測的BL模塊之間，總光量不變。此外， 因為啞發(fā)光操作的時間段和用于亮度檢測的發(fā)光操作的時間段被設(shè)定為彼此偏離，所以如圖6中的(B)和(C)所示，在相鄰BL模塊的亮度檢測 結(jié)果中不會出現(xiàn)串?dāng)_。
在圖6中，可以僅通過輸入發(fā)光開始脈沖來開始LED塊的順序發(fā)光， 或者可以通過在指示控制數(shù)據(jù)分發(fā)完成的使能信號變得有效之后輸入第一 發(fā)光開始脈沖來開始LED塊的順序發(fā)光。
如圖2所示，以這樣的方式，由BL模塊獲得的測量數(shù)據(jù)與返回數(shù)據(jù) 分組一起從每個都包括LED #00到#11的模塊控制器61返回到中央控制單 元2，這些模塊中的每一個都被指派了四個模塊ID的任一個，并且這些模 塊被菊花鏈?zhǔn)竭B接到中央控制單元。測量數(shù)據(jù)在受控的存儲區(qū)域中被保存 并管理。
在本實施例中，通過并行地與中央控制單元2連接的組中的、按照 BL模塊M3、 M2和Ml的順序以及BL模塊M6、 M5和M4的順序多級串 行連接(菊花鏈連接)的三個BL模塊控制器61，從中央控制單元2發(fā)送 到組(DG1和DG2)的控制信息被順序地從前一級中的BL模塊控制器傳 送到后續(xù)級中的BL模塊控制器。因此，控制數(shù)據(jù)被分發(fā)到屬于所有組的 BL模塊控制器。
具有同一模塊ID的BL模塊控制器61使其LED塊在同一時間段內(nèi)執(zhí) 行用于亮度檢測的發(fā)光操作。因為六個BL模塊中相鄰模塊的模塊ID彼此 不同，所以，例如如圖7到圖9所示，防止了用于亮度檢測的發(fā)光操作在 相鄰的BL模塊中被同時執(zhí)行。在圖7和圖8A到圖8D中，用粗框示出了 執(zhí)行發(fā)光操作的模塊。在圖7和圖9中，實際上，每個定時時隙Tsl到 Ts4例如被劃分為36個子幀(sub-frame)時間段。
如上所述，在本實施例中，從中央控制單元2發(fā)送到并行地與中央控 制單元2連接的組(DG1和DG2)的控制數(shù)據(jù)，在每個組中的多級串行連 接的多個BL模塊控制器61之間順序地從前向后傳送。因此，控制數(shù)據(jù)被 分發(fā)到屬于所有組的所有的BL模塊控制器，并且可以通過更小數(shù)目的導(dǎo) 線來控制多個LED塊。因此，與相關(guān)技術(shù)的布線相比簡化了布線，并且可 以實現(xiàn)緊湊的設(shè)備配置。
使得六個BL模塊中的相鄰BL模塊的模塊ID彼此不同。因此，防止了相鄰BL模塊伺時執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作。因此，在基于BL模 塊單元來檢測LED塊的亮度時，可以避免來自另一 BL模塊的光的影響， 并且可以執(zhí)行精確的亮度檢測。
雖然已經(jīng)通過本實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于前述實 施例，而是可以以各種方式被修改。
例如，在前述實施例中，作為示例，已經(jīng)描述了如圖4所示的、通過 R、 G和BLED (或者R、 G、 G和B LED)的LED塊的組合來生成白光 的情況下的發(fā)光順序。例如，在LED塊由單獨(dú)地發(fā)出白光的白色LED構(gòu) 成的情況下，可以使用在圖IO中示出的發(fā)光順序表。
在前述實施例中，己經(jīng)描述了如圖3等所示的包括六個BL模塊Ml 到M6的情況。BL模塊的數(shù)目并不局限于該情況中的數(shù)目。例如，如圖 ll所示，可以包括八個BL模塊。
近些年來，作為用于改善運(yùn)動圖像中的視覺響應(yīng)的措施之一，液晶顯 示器與高幀率(frame rate)相對應(yīng)以避免保持效應(yīng)(hold effect)，并且執(zhí) 行了120Hz的驅(qū)動。在背光側(cè)，為了基于時間來可變地控制陰影的變化， 可以以比液晶畫面中的幀率更高的幀率來精細(xì)地控制亮度。同樣在本實施 例中，在背光中設(shè)定子場頻率，并且可以根據(jù)垂直方向上LED塊的數(shù)目來 重寫在如下頻率的幀率處的背光亮度該頻率例如大約高達(dá)畫面幀率的六 到八倍。在這種情況下，通信速率的SPI時鐘必須被設(shè)定得很高。
在前述實施例中，已經(jīng)作為示例描述了具有光傳感器的發(fā)光控制系 統(tǒng)。然而，本發(fā)明的發(fā)光控制系統(tǒng)并非必須具有這樣的光傳感器。
在前述的實施例中，已經(jīng)作為顯示面板的示例描述了液晶顯示面板。 然而，可以使用除液晶顯示面板之外的顯示面板。
此外，本發(fā)明的發(fā)光控制系統(tǒng)不僅可以被用于使用顯示面板的圖像顯 示系統(tǒng)，而且可以被用于諸如照明設(shè)備之類的其他光源系統(tǒng)。
顯而易見，根據(jù)上述教導(dǎo)，本發(fā)明的許多修改和變體是可能的。因此 應(yīng)理解，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以不同于具體描述的其他方式來 實踐本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光控制系統(tǒng)，包括多個發(fā)光模塊，每個發(fā)光模塊包括多個發(fā)光元件并且每個發(fā)光模塊是將被控制的單元；多個發(fā)光模塊控制器，每個發(fā)光模塊控制器被設(shè)置用于每個所述發(fā)光模塊并且控制相應(yīng)的發(fā)光模塊；以及中央控制器，其控制所述多個發(fā)光模塊，其中，所述多個發(fā)光模塊控制器被分為多個組，屬于每個組的多個發(fā)光模塊控制器在組內(nèi)以級聯(lián)的方式連接，所述多個組并行地與所述中央控制器連接，并且從所述中央控制器發(fā)送到所述多個組中的每個組的控制信息在每個所述組中被順序地從一個發(fā)光模塊控制器傳送到下一個發(fā)光模塊控制器。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中所述中央控制器并行地向 多個組發(fā)送所述控制信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中模塊ID被指派給所述多 個發(fā)光模塊的每個發(fā)光模塊中的發(fā)光模塊控制器，元件ID被指派給屬于 每個所述發(fā)光模塊的多個發(fā)光元件中的每個發(fā)光元件，并且所述控制信息是基于保存在所述中央控制器中的發(fā)光順序表而被生成 的，所述發(fā)光順序表是通過使用由所述模塊ID和所述元件ID的組合所指 定的發(fā)光元件地址來給定的。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中屬于每個組的多個發(fā)光模 塊控制器中的每個發(fā)光模塊控制器基于所述控制信息，在對另一組中的發(fā) 光模塊控制器逐步進(jìn)行響應(yīng)的同時，控制相應(yīng)發(fā)光模塊的發(fā)光。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中模塊ID被指派給所述多 個發(fā)光模塊的每個發(fā)光模塊中的發(fā)光模塊控制器，并且所述多個發(fā)光模塊控制器被分組，以使得每個組中所包括的發(fā)光模塊 控制器具有彼此不同的模塊ID。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，還包括光敏傳感器，該光敏傳感器被設(shè)置用于每個所述發(fā)光模塊并且檢測所述發(fā)光模塊中每個所述發(fā)光 元件的亮度，其中，每個所述發(fā)光模塊控制器執(zhí)行控制以使得屬于所述相應(yīng)發(fā)光模 塊的發(fā)光元件可選擇地執(zhí)行用于所述光敏傳感器的亮度檢測的發(fā)光操作。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中每個所述發(fā)光模塊控制器 基于所述控制信息來執(zhí)行對相應(yīng)發(fā)光模塊中的發(fā)光元件的發(fā)光控制，以使 得在相鄰的發(fā)光模塊中不同時執(zhí)行用于所述亮度檢測的發(fā)光操作。
8. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中模塊ID被指派給所述多 個發(fā)光模塊的每個發(fā)光模塊中的發(fā)光模塊控制器，并且所述多個發(fā)光模塊被排布為使得相鄰發(fā)光模塊中的發(fā)光模塊控制器具 有彼此不同的模塊ID。
9. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，在每個所述組中，從所 述光敏傳感器獲得的檢測數(shù)據(jù)被朝向所述中央控制器順序地從一個發(fā)光模 塊控制器傳送到下一個發(fā)光模塊控制器。
10. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中每個所述發(fā)光模塊控制 器執(zhí)行控制以使得屬于相應(yīng)發(fā)光模塊的多個發(fā)光元件順序地發(fā)光，并且所述光敏傳感器根據(jù)每個所述發(fā)光元件的發(fā)光操作來執(zhí)行亮度檢測。
11. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，基于所述控制信息， 每個所述發(fā)光模塊控制器執(zhí)行對每個所述發(fā)光元件的發(fā)光控制，以使得關(guān)于被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模塊，屬于所述發(fā)光 模塊的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段包括作為光源的元件的固有 發(fā)光操作的時間段和用于所述亮度檢測的發(fā)光操作的時間段，并且關(guān)于未被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模塊，屬于所述發(fā) 光模塊的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段僅包括作為光源的元件的 固有發(fā)光操作的時間段。
12. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光控制系統(tǒng)，其中，基于所述控制信息， 每個所述發(fā)光模塊控制器執(zhí)行對每個所述發(fā)光元件的發(fā)光控制，以使得關(guān)于被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模塊，屬于所述發(fā)光 模塊的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段包括作為光源的元件的固有發(fā)光操作的時間段和用于所述亮度檢測的發(fā)光操作的時間段，并且關(guān)于未被指示執(zhí)行用于亮度檢測的發(fā)光操作的發(fā)光模塊，屬于所述發(fā)光模塊的每個發(fā)光元件的發(fā)光操作的單位時間段包括作為光源的元件的固有發(fā)光操作的時間段和觀發(fā)光操作的時間段。
13.—種圖像顯示系統(tǒng)，包括顯示面板，其基于輸入視頻信號來調(diào)制入射光；以及 照明單元，其照明所述顯示面板， 其中，所述照明單元包括多個發(fā)光模塊，每個發(fā)光模塊包括多個發(fā)光元件并且每個發(fā)光模塊是 將被控制的單元；多個發(fā)光模塊控制器，每個發(fā)光模塊控制器被設(shè)置用于所述多個發(fā)光 模塊中的每一個并且控制相應(yīng)的發(fā)光模塊；以及中央控制器，其控制所述多個發(fā)光模塊，其中，所述多個發(fā)光模塊控制器被分為多個組，屬于每個組的多個發(fā) 光模塊控制器在組內(nèi)以級聯(lián)的方式連接，所述多個組并行地與所述中央控 制器連接，并且從所述中央控制器發(fā)送到所述多個組的每個組的控制信息在每個所述 組中被順序地從一個發(fā)光模塊控制器傳送到下一個發(fā)光模塊控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光控制系統(tǒng)和圖像顯示系統(tǒng)。發(fā)光控制系統(tǒng)包括多個發(fā)光模塊，每個發(fā)光模塊包括多個發(fā)光元件并且每個發(fā)光模塊是將被控制的單元；發(fā)光模塊控制器，每個發(fā)光模塊控制器被設(shè)置用于每個發(fā)光模塊并且控制相應(yīng)的發(fā)光模塊；以及中央控制器，其控制發(fā)光模塊。多個發(fā)光模塊控制器被分為多個組，屬于每個組的多個發(fā)光模塊控制器在組內(nèi)以級聯(lián)的方式連接，多個組并行地與中央控制器連接，并且從中央控制器發(fā)送到多個組中的每個組的控制信息在每個組中被順序地從一個發(fā)光模塊控制器傳送到下一個發(fā)光模塊控制器。
文檔編號H05B37/02GK101472369SQ200810186199
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者水田實 申請人:索尼株式會社