光源器件、光源驱动器件、光发射量控制器件和液晶显示器的制作方法

专利名称：光源器件、光源驱动器件、光发射量控制器件和液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多个相互独立地可控制的发光区域的光源器件、光源驱 动器件、应用于这样的光源器件的光发射量控制器件、以及使用这样的光源 器件的液晶显示器。
背景技术：
近年来，以液晶电视和等离子体显示面板(PDP)为代表的平板显示器 已经变为趋势，并且在它们当中，大多数的移动显示器是液晶显示器，并且 在移动显示器中期望准确的颜色重现性。此外，作为用于液晶面板的背光， 使用焚光管的CCFL (冷阴极荧光灯)是主流；然而，无水银光源是环境期 望的，因此发光二极管(LED)等有望作为取代CCFL的光源。
在这样的LED背光系统中，为了改进液晶面板的视频响应，光源部分包 括多个分开的发光部分，以便接近CRT (阴极射线管)的脉沖型驱动，因此 光源部分执行顺序的发光操作(闪烁(blinking)操作)，其中多个发光部分 按水平线顺序地打开。考虑到因为LED背光系统当在光亮(lighting-on) 状态和光灭(lighting-off)状态之间切换时具有好的响应，并且LED背光系 统不具有余辉(afterglow)特征，所以与CCFL背光系统比较，LED背光系 统适于顺序的发光操作。
此外，在LED背光系统中，当感光(light-sensing)器件检测照明光、并 且LED的光发射量由检测值控制时，能够减少照明光强度的波动。另外，在 加色法(additiveprocess)背光系统的情况下，除照明光强度的波动之外，能 够通过相同的反馈系统减少照明光色度的波动，该加色法背光系统使用多种 LED(如红LED、绿LED和蓝LED)、通过混合多种颜色的光来获得特定颜 色的光。
例如，日本未审查的专利申请公开No. 2005-208486公开了一种技术，其 中当LED背光系统执行顺序的发光操作时(在这种情况下，顺序的光灭)， 基于由光传感器部分检测的光量变化的信息，控制每个LED组(每个发光部
分)的光发射量。

发明内容
在LED的光发射量由使用感光器件的反馈系统以上述方式控制的情况 下，在背光系统执行顺序的发光操作中，存在相对于光源部分在何处安排感 光器件的问题。在执行顺序的发光操作的情况下，从感光器件到每个发光部 分的距离是不同，因此由感光器件接收的光量依赖于打开的发光部分的位置 变化。在由感光器件接收的光量依赖于打开的发光部分的位置连续地改变的 情况下，基于光接收量难以保持照明光的强度或色度稳定。
曰本未审查的专利申请公开No. 2005-208486 (参照曰本未审查的专利申 请公开No. 2005-208486中的示例2和图7)公开了一种技术，其中将从LED 发射的光引导到光传感器的光导被安排在每个LED组中，以便减少由光传感 器与每个LED组之间距离的不同引起的光量的错误。
然而，当光导被安排在每个LED组中时，需要大量的光导，因此部件的 数量增加，从而制造成本增加。
因此，在相关技术领域的技术中，在使用多个发光部分执行顺序的发光 操作的光源器件中，难以用简单配置进一步减少照明光的强度或色度的波动。
考虑到前述，期望提供能够用简单配置进一步减少照明光的强度等的波 动的光源器件、光源驱动器件、应用于这样的光源器件的光发射量控制器件、 以及包括这样的光源器件的液晶显示器。
根据本发明的实施例，提供了一种光源器件，其包括包括多个相互独 立可控制的发光部分的光源；用于驱动光源使得发光部分顺序地打开的驱动 装置；从顺序地打开发光部分的光源接收光的感光器件；以及控制装置，用 于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控制驱动装置，以便 控制每个发光部分的光发射量。
根据本发明的实施例，提供了 一种应用到包括多个相互独立可控制的发 光部分的光源驱动器件，该光源驱动器件包括用于驱动光源使得发光部分 顺序地打开的驱动装置；从顺序地打开发光部分的光源接收光的感光器件； 以及控制装置用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控制 驱动装置，以便控制每个发光部分的光发射量。
根据本发明的实施例，提供了 一种应用到光源器件的光发射量控制器件,该光源器件包括光源和驱动装置，光源包括多个相互独立可控制的发光部分，
驱动装置用于驱动光源使得发光部分顺序地打开，该光发射量控制器件包括 从顺序地打开发光部分的光源接收光的感光器件；以及控制装置，用于基于 由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控制驱动装置，以便控制每 个发光部分的光发射量。
根据本发明的实施例，提供了一种液晶显示器，其包括用于发光的照 明装置；以及用于基于图像信号调制从照明装置发出的光的液晶面板，其中 照明装置包括包括多个相互独立可控制的发光部分的光源；用于驱动光源 使得发光部分顺序地打开的驱动装置；从顺序地打开发光部分的光源接收光 的感光器件;以及控制装置.，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的 接收信号控制驱动装置，以便控制每个发光部分的光发射量。
在根据本发明的实施例的光源器件、光源驱动器件、光发射量控制器件 以及液晶显示器中，由感光器件接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光， 以及基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控制驱动装置，以 便控制每个发光部分的光发射量。因此，光接收信号的幅度不依赖于从感光 器件到被打开的发光部分的距离。
根据本发明的实施例的光源器件能够包括采样装置，其用于以与特定的
的光接收信号提供给控制装置。使用这样的配置，与特定发光部分的发光时 段同步地采样了来自感光器件的光接收信号，并且将光接收信号提供给控制 装置。因此，基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号，稳定地 控制了驱动装置。
此外，根据本发明的实施例的光源器件可以包括保持装置，用于以与 特定的发光部分的发光时段同步的时序获得和保持来自感光器件的光接收信 号；以及采样装置，用于采样由保持装置保持的光接收信号，以将采样的光 接收信号提供给控制装置。在这样的配置中，光接收信号以与特定的发光部 分同步的时序被保持，并且采样保持的光接收信号以提供给控制装置。因此， 在这种情况下，不管采样装置的采样段，基于由感光器件从特定的发光部分 获得的光接收信号，稳定地控制了驱动装置。
根据本发明的实施例的光源器件，能够用作用于液晶显示器的调制来自 每个发光部分的光的照明系统，基于图像信号，该发光部分的光发射量由上
述控制装置控制。在这样的配置中，能够减少从液晶面板发出的显示光的强 度和色度的波动，因而改进了显示图像的图像质量。
在根据本发明的实施例的光源器件、光源驱动器件、光发射量控制器件 或液晶显示器中，由感光器件接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光， 并且基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控制驱动装置，以 便控制每个发光部分的光发射量，因而光接收信号的幅度能够不依赖于感光 器件与打开的发光部分之间的距离。此外，防止了配置的复杂化(如增加部
件的数量)。因此，用简单的配置能够进一步减少照明光的强度等的波动。
本发明的其它和进一步的目标、特征和优点从如下的描述中将更全面地 出现。


图1是显示根据本发明的第一实施例的液晶显示器的整体配置的透视
图2A和2B是显示图1中示出的背光系统中光源部分的单元(发光部分)
的配置示例的示意性平面图3是显示光源部分中发光区域的安排的示例的示意性平面图4是显示图1中示出的液晶显示器的整体配置的方块图5是包括光源部分的剖面图、和接收来自光源部分的照明光的配置示
例的方块图的图示；
图6是显示图4中示出的光源部分的驱动部分和控制部分的详细配置的
方块图7是用于描述驱动图1中示出的背光系统和液晶面板的方法的示例的 时序波形图8A、 8B和8C是用于描述光源部分的顺序的发光操作和接收照明光的 操作的示意性平面图9是用于描述光传感器的光接收量和发光区域的位置之间的关系的示 例的图10是显示根据比较示例的背光系统的操作的时序波形图； 图11是显示根据第一实施例的背光系统的操作的时序波形图； 图12是显示根据第二实施例的液晶显示器的整体配置的方块图B是显示图12中示出的光源部分的驱动部分和控制部分的详细配置
的方块图14是用于描述图13中示出的采样/保持部分的具体配置示例的电路
图15是显示根据第二实施例的背光系统的操作的时序波形图16是显示根据本发明的修改的光接收部分的安排的示意性平面图17是显示根据本发明的另一修改的光接收部分的安排的示意性剖面图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述各优选实施例。 第一实施例
图1显示根据本发明第一实施例的液晶显示器(液晶显示器3)的整体 配置。液晶显示器3是所谓透射液晶显示器，其发出透射光作为显示光Dout, 并且根据本发明第一实施例包括作为光源器件的背光系统1、以及透射液晶 显示器面板2。
液晶显示器面板2包括透射液晶层20; —对基底，液晶层20夹在其 之间，也就是说TFT (薄膜晶体管)基底211作为靠近背光系统侧的基底， 以及面对(facing)电极基底221作为面对TFT基底211的基底；以及偏振 片210和220,其分别安排层压在与更靠近液晶层20的两侧相对的TFT基底 211侧和面对电极基底221侧。
此外，TFT基底211包括矩阵形式的像素，并在每个像素中，形成了包 括驱动器件(如TFT)的像素电极212。
背光系统1是加色法背光系统，其通过混合多种颜色光获得作为特定颜 色光(在这种情况中，白光)的照明光Lout,并且包括光源部分(随后将描 述的光源部分IO),该光源部分包括多个红色LED 1R、多个绿色LED1G和 多个蓝色LED 1B。
图2A、 2B和3显示背光系统1中的每个LED的安排的示例。
如图2A中所示，在背光系统1中， 一对红色LED 1R、 一对绿色LED 1G 和一对蓝色LED IB组成光发射部分的每个单位单元41和42，并且两个单位 单元41和42组成发光部分4作为光发射部分的单位。此外，在每个、位单元中以及在单位单元41和42之间，每种颜色的LED相互串联连接。更具体 地，如图2B中所示，每种颜色的LED的阳极连接到相同颜色的另一个LED 的阴极。
例如，如图3中所示，具有这种配置的发光部分4以矩阵形式安排在光 源部分10中，并且如随后将描述的，发光部分4能够被相互独立的控制。
接下来，参照图4和5，下面将详细描述上述液晶显示器面板2的驱动 部分和控制部分以及上述光源部分io的配置。图4显示液晶显示器3的方块 图，并且图5具体地一起显示光源部分10和它附近的方块图、以及光源部分 IO的剖面图。
如图4中所示，用于通过驱动液晶显示器面板2显示图像的驱动电路包 括X驱动器(数据驱动器)51,其基于图像信号给液晶显示器面板2中的 每个像素电极212提供驱动电压；Y驱动器(栅极驱动器)52,其沿扫描线 (未示出)线顺序地驱动液晶显示器面板2中的像素电极212;时序控制部 分(时序发生器(TG)) 61,其控制X驱动器51和Y驱动器52; RGB处理 部分(信号发生器(SG)) 60,其通过处理来自外部的图像信号生成RGB信 号；以及图像存储器62,其作为帧存储器存储来自RGB处理部分60的RGB 信号。
另一方面，用于通过驱动背光系统1的光源部分IO执行将随后描述的顺 序的发光操作的驱动和控制部分包括背光驱动部分ll、微型计算机12、感 光部分13、 1/V转换部分14、 A/D转换部分15以及温度传感器16。
背光驱动部分11驱动光源部分10,以便在每个发光部分4中执行随后 将描述的线顺序的发光操作。随后将(参照图6)描述背光驱动部分11的具 体配置。
感光部分13通过从光源部分10接收照明光Lout获得光接收信号，并且 包括红色感光部分13R,其选择性地从通过混合多种颜色光(在这种情况 下，红光、绿光和蓝光)产生的混合颜色光(在这种情况下，白光)中提取 和接收红光；绿色感光部分13G，其选择性地从混合颜色光中提取和接收绿 光；以及蓝色感光部分13B,其选择性地从混合颜色光中提取和接收蓝光。 温度传感器16检测光源部分10的温度。例如，如图5中所示，感光部分13 和温度传感器16安排在光源部分10的附近(在这种情况下，光源部分10底 部或背部)。随后将(参照图6 )描述感光部分13的具体配置。 'I/V转换部分14对由感光部分13获得的每种颜色光接收信号执行I/V(电 流/电压)转换，以便输出光接收数据DO作为每种颜色的模拟电压信号。随
后将(参照图6 )描述I/V转换部分14的具体配置。
A/D转换部分15基于从微型计算机12输出的采样信号S2,以预定的时 序采样从I/V转换部分14输出的每种颜色的光接收数据D0，并且通过A/D (模拟/数字)转换，将每种颜色的采样的光接收数据Dl (未示出)转换为 每种颜色的光接收数据D2作为数字电压信号，以将每种颜色的光接收数据 D2提供给微型计算机12。
微型计算机12基于从A/D转换部分15提供的每种颜色的光接收数据D2 和从温度传感器16提供的温度检测数据，控制背光驱动部分11的驱动操作。 此外，尽管随后将详细描述，微型计算机12基于从时序控制部分61提供的 同步信号S1(例如，当在液晶面板2上显示图像时，从时序控制提供到Y驱 动器的同步信号(如垂直同步信号Vsync))，生成和输出上述采样信号S2, 并且微型计算机12调整光源部分10中的线顺序发光操作时段(发光时段)、 以及A/D转换部分15中的采样时段。另外，用于生成采样信号S2的信号的 前沿和后沿的最佳值，作为寄存器值存储在预先安排在包括非易失性存储器 的寄存器121中。
接下来，下面将参照图6，描述背光驱动部分ll、感光部分13和I/V转 换部分14的具体配置。图6显示背光驱动部分11、感光部分13、 1/V转换部 分14、 A/D转换部分15、以及^f鼓型计算机12的具体配置的方块图。
首先，背光驱动部分11包括电源部分110;恒定电流驱动器111R、 111G 和111B,其通过从电源部分110提供的电力分别给光源10中的红色LED 1R、 绿色LED 1G和蓝色LED 1B的阳极提供恒定电流IR、 IG和IB;开关器件 112R、 112G和112B,其分别连接在红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的阴极和地之间；以及PWM驱动器113R、 113G和113B,其基于通过微 型计算机12的控制，分别地对开关器件112R、 112G和112B执行PWM (脉 冲宽度调制)控制。为了方便，在光源部分10中显示，红色LED1R、绿色 LED 1G和蓝色LED IB每个相互串联连接。
如上所述，感光部分13包括红色感光部分13R、绿色感光部分13G以及 蓝色感光部分13B。在它们当中，红色感光部分13R包括DC电源13Rl和作 为光传感器的光电二极管13R2,其选择性地接收红光，并根据红光量生成电
流。光电二极管13R2的阴极连接到DC电源13R1,并且光电二极管13R2 的阳极连接到随后将描述的1/V转换电路14R中的运算放大器14R1的非反相 输入端。绿色感光部分13G和蓝色感光部分13B具有与红色感光部分13R相 同的配置。在具有这样配置的红色感光部分13R、绿色感光部分13G和蓝色 感光部分13B中，在用于每种颜色的光电二极管中，从来自光源部分10的照 明光Lout中提取每种颜色光，并且根据每种颜色光的量生成电流，然后将该 电流提供到I/V转换部分14作为电流值的光接收数据。
I/V转换部分14包括IV转换电路14R、 14G和14B，作为用于每种颜色 的1/V转换电路。在它们当中，红色1/V转换电路14R包括运算放大器14Rl、 电阻器14R2和电容器14R3。运算放大器14R1的反相输入端连接到电阻器 14R2的一端、电容器14R3的一端、以及红色感光部分13R中的DC电源13R1 和光电二极管13R2的阴极。此外，运算放大器14R1的输出端连接到A/D转 换部分15的输入端。在具有这样配置的I/V转换电路14R中，从红色感光部 分13R提供的电流值的光接收数据被转换为红光接收数据D0R，作为模拟电 压的光接收数据，并且红光接收数据DOR被输出到A/D转换部分15。绿色 I/V转换电路14G和蓝色I/V转换电路14B具有与红色I/V转换电路14R的 配置相同的配置，并且绿光接收数据DOG和蓝光接收数据DOB作为模拟电 压的光接收数据被输出到A/D转换部分15。
在描述中，背光驱动部分11对应于本发明中的"驱动装置"的特定示例， 微型计算机12对应于本发明中的"控制装置"的特定示例，感光部分13对 应于本发明中的"感光器件"的特定示例，.而A/D转换部分15对应于本发. 听中的"采样装置"的特定示例，此外，感光部分13、 1/V转换部分14、 A/D 转换部分15和微型计算机12对应于本发明中的"光发射量控制器件"的特 定示例，背光驱动部分ll、感光部分13、 1/V转换部分14、 A/D转换部分15 和微型计算机12对应于本发明中的"光源驱动器件"的特定示例，光源部分 10、背光驱动部分ll、感光部分13、 1/V转换部分14、 A/D转换部分15和 微型计算机12对应于本发明中的"背光系统"的特定示例。
接下来，以下将详细描述根据实施例的具有这样的配置的背光系统1和 液晶显示器3的操作。
首先，参照图1至8A、 8B和8C，以下将详细描述根据实施例的背光系 统1和液晶显示器3的基本操作。图8A、 8B和8C显示示出背光系统1的光 源部分10中的线顺序的发光操作的示意性平面图。此外，图7显示筒要地示
出整个液晶显示器3的操作的时序波形图，并且(A)显示从X驱动器51施 加到液晶显示面板2中的每个像素电极212的电压(驱动电压)，(B )显示液 晶分子的响应(像素电极212中的实际电位状态)，以及(C)显示从Y驱动 器52施加到液晶显示面板2中的TFT器件的栅极的电压(像素栅极脉冲)。 在图8A、 8B和8C中，将感光部分13安排在光源部分10的顶端的情况作为 示例描述。
在背光系统l中，当背光驱动部分li中的开关器件112R、 112G和112B 变成开状态时，恒定电流IR、 IG和IB分别从恒定电流驱动器111R、 111G 和111B流到红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B,因此发出红光、 绿光和蓝光以便发出照明光Lout作为混合颜色光。
此时，从时序控制部分61提供同步信号Sl到微型计算机12，因此微型 计算机12基于同步信号Sl,提供控制信号到PWM驱动器113R、 113G和 113B，由此开关器件112R、 112G和112B以与同步信号Sl同步的时序变为 开状态，并且红色LED1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的发光时段与同步 信号S1同步。
因此，在光源部分10中，例如如图8A、 8B和8C中所示，位于预定婆丈 量的水平线(在这种情况中，两条水平线)上的发光部分4在每个时段T1、
T2..... T(n/2)顺序地打开。更具体地，首先在图8A中示出的时段T1中，
打开位于由Pl和P2指示的水平线(以下称为水平线P1和P2)上的发光部 分4，以发射照射光Loutl。接下来，在时段T2中，打开位于由P3和P4指 示的水平线(以下称为水平线P3和P4 )上的发光部分4,以发射照射光Lout2。 最后，打开位于由P(n-l)和P(n/2)指示的水平线(以下称为水平线P(n-l)和 P(n/2))上的发光部分4，以发射照射光Lout(n/2)。
此外，在此时如图8A、 8B和8C中所示，感光部分13从线顺序地打开
的发光部分4接收照射光Loutl、 Lout2..... Lout(n/2)。更具体地，如图6
中所示，在感光部分13中的红色感光部分13R、绿色感光部分13G和蓝色感 光部分13B中，通过每种颜色光电二极管，从来自光源部分10的照射光Lout 中提取每种颜色光，并且根据每种颜色光的量生成电流，从而将电流值的光 接收数据提供到I/V转换部分14。
接下来，在I/V转换部分14中，用于红色、绿色和蓝色的IV转换电路
14R、 14G和14B分别地将用于红色、绿色和蓝色的电流值的光接收数据转 换为光接收数据DOR、 DOG和DOB，作为模拟电压的光接收数据，并且将光 接收数据DOR、 DOG和DOB输出到A/D转换部分15。
接下来，在A/D转换部分15中，首先，基于从微型计算机12输出的采 样信号S2，以随后将描述的预时序序分别地采样红色、绿色和蓝色光接收数 据DOR、 DOG和DOB,以转换为红色、绿色和蓝色光接收数据D1R、 DIG 和D1B(未示出)。然后，对采样的光接收数据D1R、 DIG和D1B执行A/D 转换，从而用于每种颜色的光接收数据D2作为数字电压信号被提供给微型 计算机12。
然后，在微型计算机12中，基于从A/D转换部分15提供的用于每种颜 色的光接收数据D2，控制PWM驱动器113R、 113G和113B,以便保持照射 光Lout的强度和色度(颜色均衡)恒定，并且调整开关器件112R、 112G和 112B的打开时段，即LED1R、 1G和1B的发光时段。因此，基于来自光源 部分10的照明光Lout,按颜色控制LED 1R、 1G和IB的发光时段，由此控 制照明光Lout的光发射量。
另一方面，在根据实施例的整个液晶显示器3中，基于图像信号，通过 从X驱动器51和Y驱动器52输出到像素电极212的驱动电压，在液晶层20 中调制来自背光系统1的光源部分10的照明光Lout，并且调制的照明光Lout 从液晶面板2输出作为显示光Dout。因此，背光系统1用作液晶显示器3的 背光(用于液晶显示器的照明系统)，从而通过显示光Dout显示图像。
更具体地，例如如图7(C)中所示，像素栅极脉冲从Y驱动器52施加 到液晶面板2中的一条水平线上的各TFT器件的栅极，并且同时，如图7(A) 中所示，基于图像信号的驱动电压从X驱动器51施加到一条水平线上的各 像素电极212。此时，如图7(B)中所示，像素电极212的实际电位相对于 像素施加电压的响应(液晶分子的响应)被延迟(而像素施加电压在时刻tl 开始，实际电位在时刻t2开始)，并且背光系统1在从时刻t2到t3的时段中 变为光亮状态，在该时段中，实际电位等于像素施加电压，从而将基于图像 信号的图像显示在液晶显示器3上。在图7中，从时刻tl至t3的时段对应于 一个水平时段，并且在下一个从时刻t3到t5的水平时段中，执行与从时刻tl 到t3的一个水平时段中的操作相同的操作，除了相对于公共电位Vcom反相 了像素施加电压，以阻止液晶显示器的老化(burn-in)。
接下来，除了图1至8A、 8B和8C之外还参照图9至图11，以下将详 细描述与比较示例比较时、作为本发明实施例的特征部分之一的背光驱动部 分11的控制操作。图9示出感光部分13中的光传感器(光电二极管)中的 光接收量和发光部分4的位置之间的关系的例子，并且在这种情况下，如图 8A、 8B和8C中所示，示出了感光部分13位于光源部分10的顶端的情况。 图IO显示时序波形图，其显示根据比较示例的相关技术中的背光系统(具有 与根据实施例的背光系统1的配置相同的配置，除了同步信号Sl不是从时序 控制部分提供给微型计算机)的操作，并且(A)至(C)显示按照从光源部 分中的顶端到底端的顺序排列的水平线PIOI至P106(未示出；对应于图8A、 8B和8C中的水平线P1至P6)中的发光状态("H"指示光亮状态，而"L" 指示光灭状态)，(D)显示输入到A/D转换部分中的模拟电压的光接收信号 D100(未示出；对应于实施例中的光接收数据DO), (E)显示从微型计算机 提供到A/D转换部分的光接收数据D100的采样信号S102 (未示出)，而(F ) 至(G)分别地显示A/D转换部分中采样的模拟电压的光接收数据D101R、 D101G和D101B (未示出)。图11显示示出根据实施例的背光系统1的操作 的时序波形图，并且(A)至(C)示出图8A、 8B和8C中的水平线Pl至 P6中的发光状态，(D)显示输入到A/D转换部分15中的模拟电压的光接收 信号DO, (E)显示从微型计算机12提供到A/D转换部分15的光接收数据 DO的采样信号S2,而(F)至(G)分别地显示A/D转换部分15中采样的 模拟电压的光接收数据D1R、 D1G和D1B。在图10和11中，为了简化描述， 六条水平线排列在光源部分中，并且三个时段Tl至T3 (或T101至T103 ) 构成了发光部分的发光时段(闪烁时段)TB,其与液晶显示器面板2的一个 水平时段同步。
首先，在根据实施例的背光系统1和根据比较示例的背光系统中，例如 如图8A、 8B和8C中所示，来自线顺序地打开的发光部分4的照射光Loutl、
Lout2.....(Lout(n/2))由感光部分13接收。在这种情况下，在每个发光
部分4以这样的方式执行顺序的发光操作的情况下，从感光部分13到每个发 光部分4的距离是不同的；因此，例如如图9中所示，依赖于打开的发光部 分4的位置(发光部分4位于哪条水平线或哪个时段)，由感光部分13接收 的光量改变。更具体地，在图9的情况下，在时段T1 (从时刻tlO至tll的 时段)中，光传感器通过照明光Loutl获得光量Ll的光接收数据，在时段
T2 (从时刻tll至t12的时段)中，光传感器通过照明光Lout2获得光量L2 的光接收数据，而在时段T (n/2)(从时刻U3至tl4的时段)中，光传感器 通过照明光Lout (n/2)获得光量L (n/2)的光接收lt据。换句话说，即使如 上面描述的、控制部分12控制显示光Lout恒定，根据感光部分13和打开的 发光部分14之间的距离的增加，光传感器中的光接收量逐渐减少。因此，在 光接收量依赖于打开的发光部分4的位置连续改变的情况下，基于光接收量 难以保持照明光Lout的强度或色度恒定。
在根据图10中示出的比较示例的相关技术中的背光系统中，背光驱动部 分如下执行控制操作。更具体地，如图10(E)中所示，采样信号S102以预 定的时序周期性地变为"H"，并且在此时光接收数据D100净支采样以变为光 接收数据D101R、 D101G和D101B。在时刻t102至t104变为"H"的采样 信号S102,对应于红光接收数据D100R、绿光接收数据D100G和蓝光接收 数据D100B的采样信号。
此时，在相关技术中的背光系统中，如图IO中所示，发光部分的发光时 段(闪烁时段)TB和采样信号S102的采样时段TS相互不同步，并且是不 同的。因此，如图10 (F)至(H)中所示，例如在时刻t102至t104,基于 来自水平线P101和P102的照射光的、对应于时段TIOI的光接收数据DIOO 被采样，以变为光接收数据D101R、 D101G和D101B,但另一方面，在接下 来提供采样信号S102的时刻t107至t109，基于来自水平线P105和P106的 照射光的、对应于时段T103的光接收数据D100被采样，以变为光接收数据 D101R、 D101G和D101B。换句话说，发光时段TB和采样时段TS相互不同 步，因此在A/D转换部分中采样的光接收数据D101R、 D101G和D101B,不 是恒定地基于来自位于特定水平线中的发光部分的照射光的光接收数据 DIOO，由此采样的光接收数据D101R、 D101G和D101B不具有恒定值并且 是不稳定的。
在这种情况下，例如当根据电阻值和电容值的时间常数CR在I/V转换部 分和A/D转换部分之间的布线中增加时，使图9中显示的光传感器中的光接 收量相等，并且也使光接收数据D101R、 D101G和D101B的值相等。然而， 在这种情况下，由于大的时间常数，每个发光部分的光亮/灭操作难以跟随图 像改变(如显示运动图像)。此外，如在如日本未审查专利申请公开 No.2005-208486中的技术中描述的，在光导安排在每个发光部分和光接收部分之间的情况下，部件的数量增加，从而增加制造成本，并且除此之外，难 以正确地对准大量光导的光轴，因此可能降低可靠性。
因此，在根据实施例的背光系统1中，例如，如图11中所示执行背光驱 动部分ll的控制操作。更具体地，不同于比较示例，发光部分4的发光时段
(闪烁时段)TB和采样信号S2的采样时段TS2相互同步，并且是相同的。 因此，如图11 (F)至(H)中所示，例如在时刻t21至t23，基于来自水平 线P1和P2的照射光的、对应于时段T1的光接收数据DO被采样，以变为光 接收数据D1R、 DIG和D1B,并在接下来提供采样信号S2的时刻t28至t39， 基于来自水平线Pl和P2的照射光的、对应于时段Tl的光接收数据D0被采 样，以变为光接收数据D1R、 D1G和D1B。换句话说，发光时段TB和采样 时段TS2相互同步，因此在与位于特定水平线的发光部分的发光时段TB同 步的定时采样光接收数据D0，从而在A/D转换部分15中采样的光接收数据 D1R、 D1G和D1B，基于来自位于特定水平线的发光部分的照射光恒定地变 为光接收数据Dl,因此采样的光接收数据D1R、 D1G和D1B具有恒定值， 并且是稳定的。
因此，在根据实施例的背光系统1中，来自顺序地打开的发光部分4的 光源部分10的照明光由感光部分13接收，并且基于来自感光部分13的光接
A/D转换部分15中被采样。因此，基于通过来自位于特定水平线中的发光部 分4的照明光的、光接收数据DO中的光接收数据，由微型计算机12控制背 光驱动部分ll,并且控制每个发光部分4的光发射量。因此，由A/D转换部 分15采样的光接收数据Dl的大小不依赖于感光部分13和打开的发光部分4 之间的距离(在这种情况下，大小恒定地一致)。
如上所述，在实施例中，来自顺序打开发光部分4的光源部分10的照明 光Lout由感光部分13接收，并且基于来自感光部分13的光接收数据的光接 收数据D0，在A/D转换部分15中以与特定的发光部分的发光时段TB同步 的定时被采样，因此，基于通过来自位于特定水平线中的发光部分4的照明 光的、光接收数据D0中的光接收数据，微型计算机12能够控制背光驱动部 分ll，并且能够控制每个发光部分4的光发射量。因此，能够防止由A/D转 换部分15采样的光接收数据Dl的大小依赖于感光部分13和打开的发光部 分4之间的距离。此外，能够防止配置的复杂(如增加部件量)。因此，能够
用简单的配置进一步降低照明光Lout的强度的波动。
此外，光源部分10包括多个红色LED 1R、多个绿色LED 1G以及多个 蓝色LED1B,并且是加色法背光系统l,其通过混合多种颜色光(红光、绿 光和蓝光)获得特定颜色光(白光)的照明光,因此，除了照明光Lout的强 度的波动外，还能够用筒单的配置进一步降低照明光Lout的色度(颜色平衡) 的波动。
此外，在I/V转换部分14和A/D转换部分15之间的布线中，能够通过 电阻值和电容值将时间常数CR设置为小到不损害液晶面板2上的显示图像 的图像质量的程度，因此能够防止由于大的时间常数当显示运动图像时跟随 图像改变的每个发光部分4的光亮/灭操作中的困难。此外，能够减少电阻器 或电容器的棑列面积，因此与相关技术相比，能够减少整个系统的基底面积， 并且能够获得系统的尺寸减小。
此外，如图11中所示，在实施例中，以与感光部分13近的距离，从位 于水平线Pl和P2上的发光部分4选择性地采样光接收数据D0;因此，例如 相比于在距感光部分13长距离的、从位于水平线P5和P6等中的发光部分4 选择性地采样光接收数据D0的情况相比，能够改进要被采样的光接收数据 的灵敏度，并且能够更细致地控制背光驱动部分11。
此外，背光系统1用作液晶显示器3的背光(用于液晶显示器的照明系 统)，因此，如在照明光Lout的情况下，能够进一步减少从液晶面板2发射 的显示光Dout的强度或色度的波动。因此，与相关技术相比，能够改进显示 图像的图像质量。 第二实施例
接下来，下面将描述本发明的第二实施例。在该实施例中，相同的组件 由与第一实施例相同的数字标注，并且将不进一步描述。
图12示出根据该实施例的液晶显示器的整体配置。在液晶显示器中，安 排了背光驱动部分IIA替代根据图4中示出的第一实施例的液晶显示器中的 背光驱动部分ll，并且添加了采样/保持部分17，并且将同步信号S1提供给 背光驱动部分11A和采样/保持部分17而不是微型计算机12。
图13显示背光驱动部分11A、采样/保持部分17等的具体配置，并且对
应于第一实施例中描述的图6。 、 背光驱动部分11A包括PWR驱动器114R、 114G和114B，而不是第一
实施例中的背光驱动部分11的PWR驱动器113R、 113G和113B。换句话说， 同步信号Sl输入PWM驱动器114R、 114G和114B而不是微型计算机12。
此外，釆样/保持部分17包括开关器件17R1、 17G1和17B1，其根据 同步信号Sl执行开/关操作；以及电容器17R2、17G2和17B2。开关器件17Rl、 17G1和17B1分别地插入I/V转换部分14R、 14G和14B与A/D转换部分15 之间，并且电容器17R2、 17G2和17B2分别地安排在开关器件17R1、 17G1 和17B1靠近A/D转换部分15侧的终端和接地之间。此外，开关器件17R1、 17G1和17B1具有例如图14中示出的配置。更具体地，开关器件17R1包括 晶体管Tr、电阻器Rr和电容器Cr，开关器件17G1包括晶体管Tg、电阻器 Rg和电容器Cg,并且开关器件17B1包括晶体管Tb、电阻器Rb和电容器 Cb。用这样的配置，在采样/保持部分17中，开关器件17R1、 17G1和17B1 以根据同步信号Sl的定时变为开状态，从而俘获来自1/V转换部分14的光 接收数据D0R、 D0G和D0B,并分别地保持在电容器17R2、 17G2和17B2 中。
在这种情况下，采样/保持部分17对应于本发明中的"保持装置"的特 定示例，开关器件17R1、 17G1和17B1对应于本发明中的"开关器件"的特 定示例，以及电容17R2、 17G2和17B2对应于本发明中的"电容器件"的特 定示例。
接下来，以下将详细描述具有根据该实施例的配置的背光系统和液晶显 示器的操作。背光系统和液晶显示器的基本操作与在第一实施例中描述的那 些相同，并将进一步描述。
图15显示根据实施例的背光系统的操作的时序波形图，并且(A)至(C) 显示水平线P1至P6中的发光状态，(D)显示输入A/D转换部分15中的模 拟电压的光接收信号DO, (E)显示同步信号S1， (F)显示要从采样/保持部 分17提供到A/D转换部分15的保持的光接收数据D3, ( G )显示要从微型 计算机12提供到A/D转换部分15的光接收数据D3的采样信号S3， (H)至 (J )显示在A/D转换部分15中采样的模拟电压的光接收数据D4R、 D4G和 D4B。
在根据实施例的背光系统中，不同于图11中示出的第一实施例，发光部 分4的发光时段(闪烁时段)TB和采样信号S3的采样时段TS3相互不同步， 并且是不同的。因为在该实施例中，同步信号Sl不提供给微型计算机12。
在该实施例中，发光部分4的发光时段TB、和俘获光接收数据D0R、 DOG 和DOB并在釆样/保持部分17保持的时段相互同步，并且是相同的(等于同 步信号S1的时段)。因为在该实施例中，同步信号Sl提供给采样/保持部分 17和背光驱动部分11A中的PWM驱动器114R、 114G和1MB。
因此，首先，例如当同步信号Sl在时刻t45变为"H"时，采样/保持部 分17中的开关器件17R1、 17G1和17B1变为开状态，并且基于来自水平线 Pl和Pl的、对应于时段Tl的光接收数据DO被保持在电容器17R2、 17G2 和17B2中，以变为光接收数据D3。然后，在此之后，当同步信号S1变回到 "L",并且开关器件17R1、 17G1和17B1变为关状态时，不管来自I/V转换 部分14的光接收数据DO，保持的光接收数据D3具有恒定值。因此，即使在 直到同步信号S1再次变为"H"、以及开关器件17R1、 17G1和17B1变为开 状态的时段(从时刻t45到t52的时段)中的情况下，发光部分4的发光时段 TB和A/D转换部分15中的采样信号S3的采样时段TS4相互不同步，并且 不清楚在哪个时刻采样信号S3变为"H",在A/D转换部分15中，采样在采 样/保持部分17中保持恒定的光接收数据D3,而不是其值在时段Tl至T3中 改变的光接收数据DO，因此，如由图15中箭头所示，采样的光接收数据D4R、 D4G和D4B变为恒定和稳定的。即使在从时刻t52到t56的下一个时段中， 也执行与从时刻t45到t50的时段中的操作相同的操作。
因此，在根据该实施例的背光系统中，基于来自感光部分13的光接收数 据的光接收数据DO,以与特定的发光部分的发光时段TB同步的定时，被保 持在采样/保持部分17,并且保持的光接收数据D3在A/D转换部分15中被 采样，以提供给微型计算机12。因此，如在第一实施例的情况下，'在A/D转 换部分15中采样的光接收数据D4的大小不依赖于感光部分13和打开的发 光部分4之间的距离(在这种情况下，该大小是恒定地一致)。
如上所述，在该实施例中，基于来自感光部分13的光接收数据的光接收 数据DO，以与特定的发光部分的发光时段TB同步的时序，被保持在采样/ 保持部分17,并且保持的光接收数据D3在A/D转换部分15中被采样，以提 供给微型计算机12,因此，如在第一实施例的情况下，能够防止在A/D转换 部分15中采样的光接收数据D4的大小依赖于感光部分13和打开的发光部 分4之间的距离。此外，能够防止配置的复杂(如增加部件量)。因此，、如在 第一实施例的情况下，能够用简单的配置进一步降低照明光Lout的强度和色
度的波动。
此外，如在第一实施例的情况下，背光系统用作液晶显示器的背光(用 于液晶显示器的照明系统)，因此，如在照明光Lout的情况下，能够进一步
减少从液晶面板2发射的显示光Dout的强度或色度的波动。因此，与相关技
术相比，能够改进显示图像的图像质量。
此外，不同于第一实施例，在该实施例中，同步信号Sl不提供给微型计 算机12,并且由硬件而不是软件控制，因此不需要改变用于微型计算机12 中控制的时序等。更具体地，在该实施例中，要提供给A/D转换部分15的 采样信号S3能够设置在任意的采样时段，并且不同于第一实施例，采样时段 不需要与发光部分4的发光时段TB同步。因此，与第一实施例相比，能够 更容易地控制背光驱动部分11。
尽管参照第一和第二实施例描述了本发明，但是本发明不限于该实施例， 并且能够进行各种修改。
例如，在上述各实施例中，描述了如图8A、 8B和8C中所示的感光部分 13安排在光源部分10的顶端的情况；然而，感光部分13的位置不限于这种 情况，并且感光部分13可以安排在例如光源部分10的底端，以及例如如图 16和17中所示，感光部分13可以安排在光源部分10的侧面(参照图16) 或背面(参照图17)。如图17中所示，在感光部分13安排在光源部分10背 面的情况下，与感光部分13安排在光源部分10顶端、底端或侧面的情况相 比，能够接收具有相等的光量的照明光Lout。
此外，在上述各实施例中，使用来自一个感光部分13的光接收数据控制 背光驱动部分11;然而，例如，在相对于光源部分10的不同位置安排多个 光接收部分，并且可以使用来自多个光接收部分的光接收数据的平均值控制 背光驱动部分11。
在上述各实施例中，描述了从位于最靠近感光部分13的位置的水平线 Pl和P2上的发光部分4选择性地采样光接收数据D0的情况；然而，选择性 地采样光接收数据DO的、光源部分10中的水平线的位置不限于该情况，并 且可以从位于远离感光部分13的位置的水平线P5和P6等上的发光部分4 选择性地采样光接收数据D0。在这样的配置中，与从位于靠近感光部分13 的水平线Pl和P2上的发光部分4选择性地采样光接收数据D0的情况相比， 能够改进照明光Lom中的空间积分效应，并且能够获得具有更高平面一致性
的光接收数据。因此，光源10中的光发射量在平面中能够更一致。
在上述各实施例中，作为同步信号S1的示例，描述了将图像显示在液晶
面板2上时的垂直同步信号Vsync;然而，例如可以使用具有等于垂直同步 信号Vsync的频率的1/2的频率的同步信号、或具有等于垂直同步信号Vsync 的频率的1/4的频率的同步信号，控制背光驱动部分ll。
在上述各实施例中，描述了光源部分IO基于两条水平线的线顺序的发光 的情形；然而，例如可以基于任何数量的水平线(如基于一条水平线)执行 线顺序的发光。
在上述各实施例中，描述了光源部分10包括红色LED 1R、绿色LED 1G 和蓝色LED IB的情形；然而，除了它们之外(或代替它们)，光源部分10 可以包括发射另一颜色光的LED。在使用四种或更多颜色的情况下，能够扩 大颜色再现的范围，并且能够显示更多种颜色。
在上述各实施例中，描述了加色法背光系统l,其中光源部分10包括多 个红色LED 1R、多个绿色LED 1G和多个蓝色LED IB,并且通过混合多种 颜色光(红光、绿光和蓝光)获得作为特定的颜色光(白光)的照明光Lout; 然而，本发明可以应用到这样的背光系统，其中光源部分包括一种LED,并 且发射单颜色照明光。在具有这样的配置的背光系统中，能够用简单的配置 进一步降低照明光Lout的强度的波动。
在上述各实施例中，描述了液晶显示器3是包括背光系统1的透射液晶 显示器的情形；然而，根据本发明实施例的光源器件，可以用作前光系统以 形成反射液晶显示器。
例如，根据本发明各实施例的光源器件不仅可以应用到用于液晶显示器 照明系统，而且可以应用到任何其它光源器件(如照明器件)。
本领域技术人员应当理解的是依赖于设计要求和其它因素，可以出现 各种修改、组合、子组合和替换，只要它们在权利要求或其等价物的范围内。
相关申请的交叉引用
本发明包含涉及2006年10月19日向日本专利局提交的、申请号为JP 2006-285086的日本专利申请的主题，在此通过引用合并其全部内容。
权利要求
1.一种光源器件，包括包括多个相互独立地可控的发光部分的光源；用于驱动光源使得各发光部分顺序地打开的驱动装置；接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光的感光器件；以及控制装置，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控制驱动装置，以便控制每个发光部分的光发射量。
2. 根据权利要求1所述的光源器件，包括采样装置，用于以与特定的发光部分的发光时段同步的时序采样来自感 光器件的光接收信号，以将采样的光接收信号提供给控制装置。
3. 根据权利要求1所述的光源器件，包括保持装置，用于以与特定的发光部分的发光时段同步的时序，获得和保 持来自感光器件的光接收信号；以及采样装置，用于采样由保持装置保持的光接收信号，以将采样的光接收 信号提供给控制装置。
4. 根据权利要求3所述的光源器件，其中保持装置包括 以与发光时段同步的时序变为开状态的开关器件；以及以电方式存储通过开关器件从感光器件获得的光接收信号的电容器件。
5. 根据权利要求1所述的光源器件，其中光源器件是通过混合多种颜色光获得特定颜色光的加色法光源器件， 光源中的每个发光部分包括发射不同颜色光的多种光发射器件， 感光器件包括多种感光器件，每个从混合的颜色光中提取和接收每种颜色分量，该混合的颜色光通过混合来自多种光发射器件的颜色光产生，以及 控制装置基于来自特定的发光部分的光接收信号，为每种感光器件控制驱动装置，并且控制多种光发射器件的光发射量。
6. 根据权利要求1所述的光源器件，其应用到基于图像信号调制入射光 的液晶面寺反，其中光源器件用作液晶显示器的照明系统，该液晶显示器将来自每个发 光部分的光作为入射光提供到液晶面板，通过控制装置控制来自每个发光部 分的光的量。
7，根据权利要求6所述的光源器件，包括采样装置，用于以与对应于液晶面板的显示时段的特定发光部分的发光 时段同步的时序，采样来自感光器件的光接收信号，并将光接收信号提供给 控制装置。
8. 根据权利要求6所述的光源器件，包括保持装置，用于以与对应于液晶面板的显示时段的特定发光部分的发光 时段同步的时序，获得和保持来自感光器件的光接收信号；以及采样装置，用于采样由保持装置保持的光接收信号，以将采样的光接收 信号提供给控制装置。
9. 一种光源驱动器件，其应用到包括多个相互独立地可控的发光部分的 光源，该光源驱动器件包括用于驱动光源使得各发光部分顺序地打开的驱动装置；控制装置，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控 制驱动装置，以便控制每个发光部分的光发射量。
10. —种光发射量控制器件，其应用到光源器件，该光源器件包括光源 和驱动装置，该光源包括多个相互独立地可控的发光部分，该驱动装置用于 驱动光源使得各发光部分顺序地打开，该光发射量控制器件包括接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光的感光器件；以及 控制装置，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控 制驱动装置，以便控制每个发光部分的光发射量。
11. 一种液晶显示器，包括 用于发射光的照明装置；以及基于图像信号调制从照明装置发射的光的液晶面板， 其中照明装置包括包括多个相互独立地可控的发光部分的光源， 用于驱动光源使得各发光部分顺序地打开的驱动装置， 接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光感光器件，以及 控制装置，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控 制驱动装置，以便控制每个发光部分的光发射量。
12. —种光源器件，包括包括多个相互独立地可控的发光部分的光源；接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光的感光器件；以及控制部分，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控 制驱动部分，以便控制每个发光部分的光发射量。
13. —种光源驱动器件，其应用到包括多个相互独立地可控的发光部分 的光源，该光源驱动器件包括接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光的感光器件；以及 控制部分，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控 制驱动部分，以便控制每个发光部分的光发射量。
14. 一种光发射量控制器件，其应用到光源器件，该光源器件包括光源 和驱动部分，该光源包括多个相互独立地可控的发光部分，该驱动部分用于 驱动光源使得各发光部分顺序地打开，该光发射量控制器件包括接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光的感光器件；以及 控制部分，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控 制驱动部分，以便控制每个发光部分的光发射量。
15. —种光发射量控制器件，其应用到光源器件，该光源器件包括光源 和驱动装置，该光源包括多个相互独立地可控的发光部分，该驱动装置用于 驱动光源使得各发光部分顺序地打开，该光发射量控制器件包括接收来自各发光部分顺序地打开的光源的光的感光器件；以及 控制部分，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控 制驱动部分，以便控制每个发光部分的光发射量。
全文摘要
提供了一种具有简单配置的、能够进一步降低照明光的强度等的波动的光源器件。光源器件包括包括多个相互独立地可控的发光部分的光源；用于驱动光源使得各发光部分顺序地打开的驱动装置；接收来自顺序地打开各发光部分的光源的光的感光器件；以及控制装置，用于基于由感光器件从特定的发光部分获得的光接收信号控制驱动装置，以便控制每个发光部分的光发射量。
文档编号G02F1/13357GK101166386SQ20071016259
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月19日 优先权日2006年10月19日
发明者市川弘明, 畑尻公夫, 菊地贤一 申请人:索尼株式会社