专利名称：照明系统和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过混合多种彩色光而得到特定彩色光的相加处理照明系统，以及使用这样的照明系统的液晶显示器。
背景技术：
近年来，以液晶电视机和等离子体显示板(PDP)为代表的平板显示器已成为一种趋势，尤其是，大多数移动显示器都是液晶显示器，并且在移动显示器中希望有精确的彩色重现。而且，作为用于液晶板的背光，使用荧光管的CCFL(冷阴极荧光灯)是主流；然而，无水银的光源是环保所希望的，所以，发光二极管(LED)等有希望作为代替CCFL的光源。
再者，使用LED等的照明系统最近已成为商业实践。
在相关技术中使用LED的这样的照明系统中，LED的驱动电流由脉冲宽度调制(PWM)技术进行控制以调节它们的发光强度(例如，参阅日本未审查专利申请公布号No.2005-310996)。
图20显示在相关技术中使用由PWM控制的LED的照明系统的电路。照明系统101包括主电源110；恒流电源110R、110G和110B；光源部分111，包括红色LED 111R、绿色LED 111G和蓝色LED 111B，其每个包括多个串联的LED；PWM驱动器113R、113G和113B；开关114R、114G和114B；光接收部分115，包括红色光接收部分115R，绿色光接收部分115G和蓝色光接收部分115B；光接收信号处理部分116；AD转换电路117以及CPU(中央处理单元)118。在照明系统101中，通过由主电源110供电，恒定的电流1101、1102和1103分别从恒流电源110R、110G和110B流到红色LED111R、绿色LED111G和蓝色LED111B，并发射红色光、绿色光和蓝色光。而且，这样的彩色光在光接收部分115被接收，光接收信号处理部分116和AD转换电路117对彩色光的光接收信号执行预定的信号处理，并根据光接收信号，把控制信号从CPU118提供到PWM驱动器113R、113G和113B。然后，开关114R、114G和114B的接通/关断状态分别由PWM驱动器113R、113G和113B控制，以使得红色LED 111R、绿色LED111G和蓝色LED 111B的发光周期被单独地控制。
发明内容
然而，在这样的PWM控制中，发光强度仅仅由每个彩色LED的发光周期的长度(宽度)控制，所以在发光强度是通过改变发光周期的宽度来调节的情形下，将会失去照明光的彩色平衡(色度点被移动)。换句话说，例如，即使在想要白色光的情形下，却会发射有色的照明光。
因此，在相关技术的仅仅由发光周期的长度(宽度)控制发光强度的技术中，很难在改变照明光的发光强度的同时保持照明光的彩色平衡，所以存在改进的空间。
鉴于以上原因，希望提供一种能够改变照明光的发光强度而同时保持照明光的彩色平衡的照明系统，以及包括这样的照明系统的液晶显示器。
按照本发明的一个实施例，提供一种通过混合多种彩色光而得到特定彩色光的相加处理照明系统，该照明系统包括多个光源，其每一个发射不同的彩色光；发光周期改变装置，用于改变每个光源的发光周期；发光强度改变装置，用于改变每个光源的发光强度；以及控制装置，用于控制发光周期改变装置和发光强度改变装置，以便控制每个光源的发光量。
按照本发明的一个实施例，提供一种液晶显示器，包括相加处理照明装置，用于发射通过混合多种彩色光而产生的特定彩色光；和液晶板，该液晶板根据图像信号来调制从照明装置发射的光；其中照明装置包括多个光源，其每一个发射不同的彩色光；发光周期改变装置，用于改变每个光源的发光周期；发光强度改变装置，用于改变每个光源的发光强度；以及控制装置，用于控制发光周期改变装置和发光强度改变装置，以便控制每个光源的发光量。
在按照本发明的实施例的照明系统和液晶显示器中，不同的彩色的光是从多个光源发射的。每个光源的发光周期和发光强度被控制以使其是可变的，由此，每个光源的发光量被控制。
按照本发明的实施例的照明系统还可包括检测装置，用于检测每个光源的发光量，其中控制装置根据上述的检测装置的检测结果控制发光周期改变装置和发光强度改变装置。在这种情形下，上述的检测装置可包括多个第一光接收单元，其每一个提取和接收通过混合来自多个光源的彩色光而产生的一个经混合的彩色光的每个彩色分量；第二光接收单元，接收按照原样的上述的经混合的彩色光；第一检测装置，用于在预定的选通周期(gate period)期间对来自上述的第一光接收单元的光接收信号同时进行采样，以及根据采样结果，检测与强度相关的发光量，该发光量与相应的光源的发光强度相关；以及第二检测装置，用于根据来自上述的第二光接收单元的光接收信号，检测与周期相关的发光量，该发光量与光源的发光周期相关。而且，上述的检测装置可包括上述的多个第一光接收单元、上述的第一检测装置、和一个第三检测装置，后者用于根据来自第一光接收单元的至少一个光接收信号检测上述的与周期相关的发光量。在后一种情形下，前一种情形下的第二光接收单元是不必要的，所以，其结构比起前一种情形下更简单。
按照本发明的实施例的照明系统可被用作为液晶显示器的背光，该背光发射光以作为从每个光源到液晶显示板的入射光，每个光源的发光量由该控制装置控制。在这样的结构中，在从液晶显示板发射光而同时保持彩色平衡的显示器中，发光强度可以变化，这样，显示的图像的质量可以改进。
在按照本发明的实施例的照明系统或液晶显示器中，改变每个光源的发光周期和发光强度，从而控制每个光源的发光量，所以在保持照明光的彩色平衡的同时，发光量可以变化。
从以下的说明中将更全面地看到本发明的其它和进一步的目的、特征和优点。
附图简述
图1是显示按照本发明的第一实施例照明系统的整个结构的电路框图；图2是用于描述与强度相关的发光量检测部分的时序图；图3A和3B是用于描述由按照第一实施例的控制部分控制发光强度的处理的图；
图4是用于描述与周期相关的发光量检测部分的时序图；图5是用于描述由按照第一实施例的控制部分控制发光周期的处理的图；图6是显示按照一个比较性例子的、在发光周期与发光量之间的关系图；图7是显示按照第一实施例的液晶显示器的整个结构的透视图；图8是显示图7所示的液晶显示器的驱动电流的例子的电路框图；图9是显示按照本发明的第二实施例的照明系统的主要部分的结构的透视图；图10是用于描述图9所示的局部光源的结构性例子的示意图；图11A、11B和11C是用于描述局部光源的顺序发光运行的例子的示意图；图12A、12B和12C是用于描述局部光源的顺序发光运行的另一个例子的示意图；图13是显示按照本发明的修改方案的照明系统的整个结构的电路框图；图14是用于描述按照本发明的修改方案的控制发光周期的处理的图；图15是用于描述图14所示的控制过程中参考色度点的图；图16是用于描述按照本发明的修改方案的与强度相关的发光量检测部分的运行的时序图；图17是用于描述图16所示的控制处理的效果的图；图18是显示按照本发明的修改方案的照明系统的整个结构的电路框图；图19是用于描述按照本发明的修改方案的彩色重现范围的图；以及图20是显示使用相关技术的LED的照明系统的整个结构的电路框图。
优选实施例详细说明下面参照附图详细地描述优选实施例。
<照明系统的结构>
图1显示按照本发明的第一实施例的照明系统(照明系统1)的结构。照明系统1是通过混合多种彩色光(在本例中是红色光、绿色光和蓝色光)而得到的特定的彩色光(在本例中是白色光)的相加处理照明系统，它包括光源部分11，恒流驱动器12R、12G和12B和PWM驱动器13，开关部分14，光接收部分15，与强度相关的发光量检测部分16，与周期相关的发光量检测部分17，以及控制部分18。
光源部分11包括红色LED 11R、绿色LED 11G和蓝色LED 11B，它们每一个包括多个串联的LED。
恒流驱动器12R、12G和12B分别被连接到红色LED 11R、绿色LED 11G和蓝色LED 11B的阳极，并按照来自CPU 181的控制信号(将在后面说明)，分别提供驱动电流Ir，Ig和Ib作为加到红色LED11R、绿色LED 11G和蓝色LED 11B的恒定电流。正如后面更详细地描述的，这些LED 11R，11G和11B的发光强度可以分别按照驱动电流Ir，Ig和Ib的幅度单独地加以调节。
开关部分14包括开关14R、14G和14B，它们分别被安排在红色LED11R的阴极与地之间，在绿色LED 11G的阴极与地之间，和在蓝色LED 11B的阴极与地之间。而且，PWM驱动器13通过按照来自CPU的控制信号(将在后面说明)控制开关14R、14G和14B的接通/关断状态从而同步地控制红色LED 11R、绿色LED 11G和蓝色LED 11B的发光周期。
光接收部分15接收来自光源部分11的照明光Lout，并包括一个RGB光电传感器151，后者作为用于提取和接收来自作为混合的彩色光的照明光Lout的每个彩色分量(红色光、绿色光和蓝色光)的一个部分；以及W光电传感器152，后者作为用于接收原样的白色光的一个部分，因为它不用把照明光Lout分离成彩色分量。RGB光电传感器151包括红色光接收部分15R，用于选择地提取和接收来自照明光Lout的红色光，绿色光接收部分15G，用于选择地提取和接收绿色光，和蓝色光接收部分15B，用于选择地提取和接收蓝色光。W光电传感器152包括白色光接收部分15W，用于接收原样的白色光。在具有这样的结构的光接收部分15中，在RGB光电传感器151中接收的每个彩色光接收信号被输出到在与强度相关的发光量检测部分16中的选通电路161的同时，在W光电传感器152中接收的白色光接收信号被输出到在与周期相关的发光量检测部分17中的放大器电路171。
与强度相关的发光量检测部分16对于来自RGB光电传感器151的每个彩色光接收信号执行预定的信号处理，并且检测与强度相关的发光量，这将在后面描述。与强度相关的发光量检测部分16包括选通电路161，它在预定的选通周期内执行采样操作；I-V变换电路162，它执行I-V(电流-电压)变换；积分器电路163，它通过计算而确定在上述的选通周期中的积分；放大器电路164，用于放大信号强度；以及AD转换电路165，它执行A/D(模拟/数字)转换。
与周期相关的发光量检测部分17对来自W光传感器152的混合的彩色光接收信号执行预定的信号处理，并检测与周期相关的发光量，这将在后面描述。与周期相关的发光量检测部分17包括放大器电路171，它放大信号强度；限幅器电路172，它执行预定的限幅处理；积分器电路173，它通过计算而确定在限幅器处理后的积分；放大器电路174，它放大相应于积分的信号；以及A/D转换电路175，它执行A/D转换。
控制部分18包括CPU 181和CPU 182。CPU 181根据与强度相关的发光量检测部分16提供的与强度相关的发光量来控制恒流驱动器12R，12G和12B，以保持照明光Lout的色度点而无改变(在本实施例中，将在下面描述，以便在xy色度图上不会从白色色度点Pw改变色度点)，以及调节驱动电流Ir，Ig和Ib的幅度。CPU 182根据从与周期相关的发光量检测部分17提供的与周期相关的发光量来控制PWM驱动器13，以使得照明光Lout的光辐射强度(发光量B)变为想要的数值，并调节开关14R，14G和14B的接通状态，即，红色LED 11R，绿色LED 11G和蓝色LED 11B的发光周期ΔT的宽度。
参照图2，3A和3B，下面详细地描述由选通电路161执行的采样操作。图2显示作为用于在预定的选通周期内执行采样的信号的采样选通信号SG、以及作为在光源部分11的驱动周期T内从RGB光电传感器151提供的光接收信号的红色光接收信号Sr，绿色光接收信号Sg，和蓝色光接收信号Sb的时序操作，以及图2(A)表示采样选通信号SG，图2(B)表示红色光接收信号Sr，图2(C)表示绿色光接收信号Sg，和图2(D)表示蓝色光接收信号Sb。而且，图3A显示在LED 11R，11G和11B的驱动电流Ir，Ig Ib与LED 11R，11G和11B的发光量B之间的关系，以及图3B显示在xy色度图上红色光、绿色光、蓝色光和白色光的色度点Pr，Pg，Pb和Pw。图3B上的符号60表示由色度点Pr，Pg和Pb规定的彩色重现范围。
例如，如图2所示，选通电路161在每个驱动周期T中在预定的选通周期τ内(例如，在图上在时序t0与t1或t3与t4之间)对于红色光接收信号Sr，绿色光接收信号Sg，和蓝色光接收信号Sb进行采样。换句话说，不管LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT的长度(宽度)如何，只在选通周期τ内的光接收信号才被采样和被输出，并且它们在以后的一级中的积分器电路163中被积分，以便通过计算确定取决于LED11R，11G和11B的发光强度的与强度相关的发光量(相应于在图上的驱动电流Ir，Ig和Ib的幅度)。
所以，在上述的CPU 181中，根据每个彩色的与强度相关的发光量，例如，如图3A所示，驱动电流Ir，Ig和Ib被控制，以使得彩色光的发光量B互相匹配(在这种情形下，驱动电流Ir，Ig和Ib分别被设置为驱动电流Ir1，Ig1和Ib1)，并且LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT互相匹配，所以，例如，如图3B所示，来自光源部分11的照明光Lout被控制成为白色光(相应于图上的色度点Pw)。
希望上述的驱动周期T[s]由控制部分18被设置(这将在后面说明)成能满足(1/T)≥20[kHz]。这是因为当驱动周期T被设置成满足此公式时，驱动频率(1/T)是在可听见的范围以外，所以由驱动频率引起的声音是听不见的。而且，希望在驱动周期T与选通周期驱动τ之间的关系被设置成满足(τ/T)＜0.5(＝1/2)。这是因为当公式得到满足时，占用驱动周期的采样周期被相对减小(这在后面描述)，与相关技术相比较，照明光的发光量范围被扩展(对比度被改进)。
接着，参照图4到6，下面描述由限幅器电路172执行的限幅处理。图4显示作为从W光电传感器152提供的光接收信号的白色光接收信号Sw在三个驱动周期ΔT内的时序操作。此外，图5显示在按照本发明的实施例的照明系统中在LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT与发光量B之间的关系，以及图6显示例如，在如图20所示的相关技术的照明系统中每个彩色LED的发光周期ΔT与发光量B之间的关系。
例如，如图4所示，限幅器电路172通过具有被设置成低于白色光接收信号Sw的强度Iw的预定的强度的限幅电流It而限制白色光接收信号Sw，以及输出白色光接收信号Sw，并且白色光接收信号Sw在以后的一级的积分器电路173中被积分，以便通过计算来确定依赖于LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT(在实施例中如图2所示，它们互相匹配)的与周期相关的发光量(相应于图上的发光周期ΔT1，ΔT2和ΔT3的长度)。
所以，例如，如图5所示，根据与周期相关的发光量，在上述的CPU182中，LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT被控制成使得整个照明光Lout的发光量B变为想要的量(在图上由点P1的位移显示)。例如，在图4所示的发光周期ΔT1，ΔT2和ΔT3中，发光量B是如图5所示，以及发光量B随发光周期ΔT增加而线性地增加。
而且，在按照实施例的照明系统1中，来自LED 11R，11G和11B的光接收信号如上所述被同时采样，并被设置为满足如上所述的(τ/T)＜0.5，这样，占用驱动周期的采样周期被相对减小，与图6所示的比较性例子中照明光的发光量范围Brg101相比较，照明光Lout的发光量范围Brg1被扩展(对比度被改进)。
CPU 181和182相应于本发明的“控制装置”的具体例子，以及CPU181相应于本发明的“发光强度改变装置”的具体例子，而CPU 182相应于本发明的“发光周期改变装置”的具体的例子。光接收部分15、与强度相关的发光量检测部分16和与周期相关的发光量检测部分17相应于本发明的“检测装置”的具体例子，以及与强度相关的发光量检测部分16相应于本发明的“第一检测装置”的具体例子，与周期相关的发光量检测部分17相应于本发明的“第二检测装置”的具体的例子。在接收部分15中的RGB光电传感器151相应于本发明的“多个第一光接收单元”的具体例子，以及W光电传感器152相应于本发明的“第二光接收单元”的具体例子。
在按照本发明的实施例的照明系统1中，恒流Ir，Ig Ib从恒流电源驱动器12R，12G和12B分别流到红色LED 11R，绿色LED 11G，和蓝色LED 11B，从而发射红色光、绿色光和蓝色光，由此照明光Lout作为混合的彩色光被发射。
这时，在光接收部分15中，光接收信号Sr，Sg Sb由RGB光电传感器151接收，并被输出到与强度相关的发光量检测部分16，以及白色光接收信号Sw由W光电传感器152接收并被输出到与周期相关的发光量检测部分17。
在这种情形下，在与强度相关的发光量检测部分16中，对于来自RGB光电传感器151的每个光接收信号Sr，Sg和Sb执行预定的信号处理，并且检测与强度相关的发光量。更具体地，在选通电路(gatecircuit)161中，例如，如图2所示，红色光接收信号Sr、绿色光接收信号Sg和蓝色光接收信号Sb在每个驱动周期ΔT内在选通周期τ中被采样，并且不管LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT的长度(宽度)，只有在选通周期内的光接收信号被采样和被输出。接着，经采样的光接收信号在积分器电路163中被积分，由此，通过计算确定每个彩色的与强度相关的发光量。
另一方面，在与周期相关的发光量检测部分17中，对于来自W光电传感器152的白色光接收信号Sw执行预定的信号处理，以便检测与周期相关的发光量。更具体地，在限幅器电路172中，例如，如图4所示，白色光接收信号Sw由具有预定强度的限幅电流It所限制。接着，被限制的白色光接收信号Sw在积分器电路173中被积分，由此根据LED11R，11G和11B的发光周期ΔT，通过计算确定与周期相关的发光量。
在控制部分18中，例如，如图3A所示，在CPU 181中，根据与强度相关的发光量控制驱动电流Ir，Ig Ib，这样，红色光、绿色光和蓝色光的发光量B互相匹配，以及LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT被设置为互相匹配，例如，如图3B所示，恒流驱动器12R，12G和12B被控制成使得来自光源部分11的照明光Lout变为白色光(相应于图上的色度点Pw)，并且调节驱动电流Ir，Ig Ib的数值，即，LED 11R，11G和11B的发光强度。而且，在CPU 182中，例如，如图5所示，PWM驱动器13根据与周期相关的发光量被控制成使得整个照明光Lout的发光强度变为想要的发光强度，而同时保持彩色平衡为白色光，并且调节开关14R，14G和14B的接通周期，即，LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT。因此，在按照实施例的照明系统1中，LED 11R，11G和11B的发光强度和发光周期ΔT被分别控制，由此整个照明光Lout的发光量被控制。
如上所述，在按照实施例的照明系统1中，在控制部分18中的CPU181和182改变LED 11R，11G和11B的发光强度和发光周期ΔT，以便控制整个照明光Lout的发光量，这样，在保持照明光Lout的彩色平衡(即，保持图2(B)到2(D)的画阴影区域的面积的比值)的同时，可以改变发光强度。
更具体地，选通电路161在预定的选通周期τ期间对于红色光接收信号Sr，绿色光接收信号Sg，和蓝色光接收信号Sb进行采样，并且积分器电路163对它们进行积分，所以，不管LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT的长度，只有在选通周期τ内的光接收信号可被输出，并且可以确定每个彩色的与强度相关的发光量。而且，限幅器电路172把白色光接收信号Sw限制到具有预定强度或更小强度的限幅电流It，以及积分器电路173把白色光接收信号Sw积分，所以不管LED 11R，11G和11B的发光强度，LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT是可以确定的，并且通过计算可以确定与周期相关的发光量。
而且，通过在由光接收部分15、与强度相关的发光量检测部分16和与周期相关的发光量检测部分17所检测到的与强度相关的发光量和与周期相关的发光量的基础上进行控制，可以接连地控制来自LED11R，11G和11B的照明光Lout。
再者，LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT互相匹配，所以，照明光Lout可以避免着色，因此它可以是白色光。
<液晶显示器的结构>
接着，下面将描述使用图1所示的结构的照明系统的液晶显示器的例子。如图7所示，作为例子来描述使用照明系统作为液晶显示器的背光(照明装置)的液晶显示器(液晶显示器3)。
液晶显示器3是使用具有图1所示的结构的照明系统1作为背光的透射型液晶显示器，它包括照明系统1和透明的液晶显示板2。
液晶显示板2包括透明的液晶层20；一对基片，即，一个TFT(薄膜晶体管)基片211作为在较靠近照明系统1的一侧上的基片，和面对着该TFT基片211的一个面向电极基片221，液晶层20被夹在该对基片之间；以及极化板210和220，它们分别被叠置在TFT基片211与面向电极基片221的靠近液晶层20的那一侧的相反侧。
而且，TFT基片211包括具有矩阵形式的像素，在每个像素中，形成包括诸如TFT那样的驱动单元的像素电极。
图8显示用于通过驱动液晶显示器3而显示图像的驱动电路的结构。这样的驱动电路包括X驱动器(数据驱动器)41，它根据加到液晶显示板2的每个像素电极212的图像信号提供驱动电压；Y驱动器(选通驱动器)42，它沿扫描线(未示出)按次序驱动液晶显示板2的像素电极212；控制器51，它控制在照明系统1中的X驱动器41、Y驱动器42和控制部分18；RGB过程处理部分50，它通过处理来自外部的图像信号而生成RGB信号；以及图像存储器52，作为帧存储器，它存储来自RGB过程处理部分50的RGB信号。
在液晶显示器3中，通过根据图像信号从X驱动器41和Y驱动器42输出到像素电极212的驱动电压，来自照明系统1的照明光Lout在液晶层20中被调制，并且从液晶显示板2输出作为显示器光Dout。因此，照明系统1起到液晶显示器3的背光的作用，图像由显示器光Dout所显示。
在这种情形下，在按照本实施例的液晶显示器3中，如上所述，照明系统1起到液晶显示器3的背光的作用，所以在从液晶显示板2发射的显示器光Dout中，如同在照明光Lout的情形下那样，在保持彩色平衡的同时，可以改变发光强度。
如上所述，在按照本实施例的液晶显示器中，照明系统1用作为液晶显示器3的背光，所以在从液晶显示板2发射的显示器光Dout中，如同在照明光Lout的情形下那样，在保持彩色平衡的同时，可以改变发光强度，由此可以提高显示图像的质量。
接着，下面描述本发明的第二实施例。在按照本实施例的照明系统中，光源部分的照明区域被划分成多个局部光源。在本实施例中，相同的部件用与第一实施例相同的标号表示，这里将不再描述。
图9显示按照本实施例的照明系统(照明系统1A)的主要的部分的结构的透视图。照明系统1A包括光源部分11A，它包括被安排成矩阵形式的多个局部光源L11，L12，...，L21，...，L31...，作为局部照明区域的例子；光导板191，用于把照明光的一部分从光源11A导引到光接收部分15，以作为光的导引装置的例子；以及驱动电路(未示出)，用于按次序驱动局部光源，以作为驱动装置的例子。被包括在图1所示的照明系统1中的其它部件的结构(恒流驱动器12R，12G和12B，PWM驱动器13，开关部分14，与强度相关的发光量检测部分16，与周期相关的发光量检测部分17和控制部分18)是相同的，所以在图上没有显示它们。
局部光源L11，...是通过把光源部分11A的照明区域划分成多个区域而形成的光源，以及例如，如图10所示，局部光源L11，...的每一个包括LED 11R，11G和11B，并且可以被分别控制。
在光导板191上，光导路径19R被均匀地形成在它的平面上，列的光导投影19T相应于每个局部光源而形成。如图所示，光导投影19T扰动这个部件上照明光Lout的全反射，以便得到照明光Lout。光导投影19T的位置不限于此，只要照明光Lout的一部分可被导引到光接收部分15，光导投影19T可被安排在任何位置。
此外，图11A，11B和11C示意地显示由驱动电路192执行的局部光源L11，...的顺序的照明操作。
光导路径以这样的方式被分割成在水平方向的直线，并通过驱动电路192，在各行上的局部光源在以光学方式分别照明并按次序平行照射出去，在局部光源中的照明光Lout按次序被导引到光接收部分15。
例如，如图12A，12B和12C上的光源部分11B所显示的，通过驱动电路192，局部光源可以发光并按次序逐一照射，而在局部光源中的照明光Lout按次序被导引到光接收部分。在这样的结构中，局部光源并不发光及平行地照射，这样，不必分开光的导引路径，并且在光接收部分15中的光电传感器的数目可减少(到1个)。
如上所述，按照本实施例的照明系统中，光源部分11A的照明区域被分成多个区域以形成多个光源，所以每个部分光源的照明光Lout的彩色平衡和光发射强度可以单独地控制并可局部地控制。
如上所述，本发明是参照第一实施例和第二实施例描述的；然而，本发明不限于此，而是可以作出各种修改。
例如，在上述的实施例中，描述了光接收部分15包括RGB光电传感器151和W光电传感器152的情形；然而，例如，如图13的照明系统1C所显示的，可以使用一个仅仅包括RGB光电传感器151的光接收部分15C。在这样的结构中，电路可以简化，系统的成本可以降低。在这种情形下，在与周期相关的发光量检测部分17中可以使用彩色的光接收信号中的至少一个；然而，当温度改变小的时，优选地使用来自蓝色光接收部分15B的光接收信号。
而且，在上述的实施例中，描述了LED 11R，11G和11B的发光周期ΔT互相匹配的情形；然而，例如，如图14的时序图所示，LED 11R，11G和11B的发光周期可以互相不同，如在ΔTr，ΔTg和ΔTb的情形。在这样的结构中，例如，如在图15上的xy色度图所示，照明光Lout的色度点可被移位而发射彩色光，而在保持任意彩色平衡(即，色度点Pc)的同时发光强度会改变。
另外，在上述的实施例中，描述了选通周期τ是设置在每个驱动周期T的情形；然而，例如，如图16所示，选通周期τ可被设置成跳过若干驱动周期T。在这样的结构中，占用驱动周期T的采样周期可以进一步相对减小，以及如图17的发光量范围Brg2所示，照明光Lout的发光量范围可被进一步扩展(对比度可以进一步改进)。
此外，在上述的实施例中，描述了根据来自光接收部分的光接收信号，光源部分11的发光量仅仅由与强度相关的发光量和与周期相关的发光量来控制的情形；然而，例如，如图18的外部信号EXT1和EXT2所示，发光量可以通过使用从外部输入的图像信号，或除了与强度相关的发光量和与周期相关的发光量以外，通过使用基于图像信号的控制信号而被控制。更具体地，例如，作为控制设置值的外部信号EXT1可以从外面输入到CPU 181，以便控制恒流驱动器12R，12G和12B，以及作为强度调制值的外部信号EXT2可以直接从外面输入到PWM驱动器13，以便控制开关部分14。
另外，在上述的实施例中，描述了光源部分11包括红色LED 11R、绿色LED 11G和蓝色LED 11B的情形；然而，光源部分11除了它们本身以外还可包括另一个彩色LED。在这样的结构中，例如，如图19的彩色重现范围所显示的，可以扩展彩色重现范围，并且可以显示更多的各种彩色。
在上述的实施例中，描述了LED被用作为光源的情形；然而，例如，光源部分除了LED以外还可包括诸如EL(电致发光)单元或CCFL那样的单元。
本领域技术人员应当看到，在所附权利要求或其等价物的范围内，可以根据设计要求和其它因素作出各种修改方案、组合、子组合和改变。
权利要求
1.一种通过混合多种彩色光而得到的特定的彩色光的相加处理照明系统，该照明系统包括多个光源，其每个发射不同的彩色光；发光周期改变装置，用于改变每个光源的发光周期；发光强度改变装置，用于改变每个光源的发光强度；以及控制装置，用于控制发光周期改变装置和发光强度改变装置，以便控制每个光源的发光量。
2.按照权利要求1的照明系统，还包括检测装置，用于检测每个光源的发光量，其中控制装置根据检测装置的检测结果控制发光周期改变装置和发光强度改变装置。
3.按照权利要求2的照明系统，其中检测装置包括多个第一光接收单元，其每个提取和接收通过混合来自多个光源的彩色光而产生的经混合的彩色光的各个彩色分量；第二光接收单元，用于接收按原样的混合彩色光；第一检测装置，用于在预定的选通周期期间对来自上述的第一光接收单元的光接收信号同时进行采样，以及根据采样的结果，检测与强度相关的发光量，该发光量与相应的光源的发光强度相关；以及第二检测装置，用于根据来自第二光接收单元的光接收信号，检测与周期相关的发光量，该发光量与光源的发光周期相关。
4.按照权利要求3的照明系统，其中第一检测装置通过把在选通周期内来自相应的第一光接收单元的光接收信号进行积分而确定与强度相关的发光量。
5.按照权利要求3的照明系统，其中第二检测装置通过对来自第二光接收单元的光接收信号的电平进行限幅和然后对限幅的光接收信号进行积分而确定与周期相关的发光量。
6.按照权利要求3的照明系统，其中控制装置控制光源的选通周期τ和驱动周期T以便满足(τ/T)＜0.5。
7.按照权利要求3的照明系统，其中控制装置控制第一检测装置，以使得采样是在每两个或更多的驱动周期中执行的。
8.按照权利要求2的照明系统，其中检测装置包括多个第一光接收单元，其每个提取和接收通过混合把来自多个光源的彩色光而产生的经混合的彩色光的各个彩色分量；第一检测装置，用于在预定的选通周期期间对来自每个第一光接收单元的光接收信号同时进行采样，以及根据采样的结果，检测与强度相关的发光量，该发光量与相应的光源的发光强度相关；以及第三检测装置，用于根据来自第一光接收单元的各光接收信号中的至少一个，检测与周期相关的发光量，该发光量与光源的发光周期相关。
9.按照权利要求2的照明系统，其中一个发射特定的彩色光的照明区域包括多个局部照明区域，其每个具有多个光源，并能够被单独地控制，以及该照明系统还包括驱动装置，用于驱动多个光源在局部照明区域基础上按次序照亮；以及光导装置，用于按照局部照明区域的顺序照明操作而把通过混合来自各光源的彩色光而产生的混合光导引到检测装置，其中发光周期改变装置和发光强度改变装置分别改变每个光源在每个局部照明区域中的发光周期和发光强度。
10.按照权利要求1的照明系统，其中控制装置控制发光周期改变装置，以使得各光源的发光周期互相匹配。
11.按照权利要求1的照明系统，其中控制装置控制发光周期改变装置，以使得各光源的发光周期是互相不同的。
12.按照权利要求1的照明系统，其中控制装置控制光源的驱动周期T[s]以便满足(1/T)≥20[kHz]。
13.按照权利要求1的照明系统，其中该照明系统是被应用于根据图像信号来调制入射光的液晶板上的照明系统，以及该照明系统被用作为液晶显示器的背光，该背光发射光以作为从每个光源到液晶板的入射光，每个光源的发光量由控制装置控制。
14.一种液晶显示器，包括用于发射通过混合多种彩色光而产生的特定彩色光的相加处理照明装置；以及根据图像信号调制从照明装置发射的光的液晶板，其中照明装置包括多个光源，其每个发射不同的彩色光；发光周期改变装置，用于改变每个光源的发光周期；发光强度改变装置，用于改变每个光源的发光强度；以及控制装置，用于控制发光周期改变装置和发光强度改变装置，以便控制每个光源的发光量。
15.一种通过混合多种彩色光而得到特定彩色光的相加处理照明系统，照明系统包括多个光源，其每个发射不同的彩色光；发光周期改变部分，用于改变每个光源的发光周期；发光强度改变部分，用于改变每个光源的发光强度；以及控制部分，用于控制发光周期改变部分和发光强度改变部分，以便控制每个光源的发光量。
16.一种液晶显示器，包括发射通过混合多种彩色光而产生的特定彩色光的相加处理照明部分；以及根据图像信号来调制从照明部分发射的光的液晶板，其中照明部分包括多个光源，其每个发射不同的彩色光；发光周期改变部分，用于改变每个光源的发光周期；发光强度改变部分，用于改变每个光源的发光强度；以及控制部分，用于控制发光周期改变部分和发光强度改变部分，以控制每个光源的发光量。
全文摘要
提供一种能够改变照明光的发光强度而同时保持照明光的彩色平衡的照明系统。一种通过混合多种彩色光而得到特定彩色光的相加处理照明系统，该照明系统包括多个光源，其每个发射不同的彩色光；发光周期改变装置，用于改变每个光源的发光周期；发光强度改变装置，用于改变每个光源的发光强度；以及控制装置，用于控制发光周期改变装置和发光强度改变装置，以便控制每个光源的发光量。
文档编号G02F1/1335GK101083866SQ200710108189
公开日2007年12月5日 申请日期2007年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者古川德昌, 冈部充, 星光成 申请人:索尼株式会社