图像显示用发光装置、图像显示装置和led驱动器的制作方法

专利名称：图像显示用发光装置、图像显示装置和led驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及发出图像显示用的光的图像显示用发光装置、具备其的图像显示装置、和LED驱动器。
背景技术：
目前，设计有液晶显示装置 和F1DP (Plasma Display Panel :等离子体显示面板)显示装置等各种图像显示装置。通常，图像显示装置具备发出用于图像的显示的光的图像显示用发光装置。图像显示装置基于被提供的图像数据对该光的透射度及强度等进行适当的控制，由此显示图像。例如，液晶显示装置具备背光源(相当于上述的图像显示用发光装置的一部分)和液晶面板，通过液晶面板来控制背光源的光的透射度，以显示图像。另外，对于这种背光源，也设计有各种方式。作为一个例子，作为背光源设计为以与液晶面板相对的方式配置的板状部材被分割为多个区域，且在各区域设置有发光元件。另外，在专利文献I中还公开有设置于各区域的发光元件的发光按每个区域控制的类型(下面，为了便于说明而称为“区域驱动型”)。根据专利文献I所公开的图像显示装置，基于图像数据，可对每个区域调整(即，对应的图像的部分越亮，使属于该区域的发光元件越亮地发光)背光源的明亮度(换言之，向背光源的发光元件供给的发光电力)，得到对比度比高的图像。另外,作为发光元件,主流是如以LED (Light Emitting Diode,发光二极管)为代表的根据所供给的电流而发光的(发光亮度变化)发光元件。另外，当发光时施加于发光元件的电压为一定时，使用这种发光元件的背光源的消耗电力大致由流经各发光元件(所供给)电流的总和决定。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2005 - 258403号公报专利文献2 :日本特开2007 - 34251号公报

发明内容
发明要解决的课题如上所述，通过应用区域驱动型的背光源，图像显示装置可显示对比度比高的图像。在此，作为对发光元件的发光进行控制的方法，列举有通过PWM (Pulse WidthModulation :脉冲宽度调制)对向发光元件供给的电流(供给电流)进行控制的方法。对于使用根据供给电流发光的发光元件的区域驱动型的背光源，如果采用这种方法，则按每个区域决定占空比，按每个区域进行供给电流的调整变得容易。这样，PWM控制优选作为区域驱动型的背光源的供给电流的控制方式。在供给电流通过PWM控制进行控制的情况下，供给电流的量根据基准电流(根据PWM控制的导通流经各发光元件的电流)的值(基准电流值)、和PWM控制的占空比的积決定。在一般的PWM控制中，基准电流值被固定，通过变更占空比来调整电流的量。在此，通常，根据省电和抑制发热等的观点，在背光源的电カ消耗上设有上限。因此，需要在决定各区域的供给电流时，使背光源的消耗电カ不超过该上限。在这一点上，在供给电流通过PWM控制进行控制的情况下，以背光源的消耗电カ不超过上限的方式可决定各区域的供给电流。作为实现它们的方法的ー个例子，列举有下述方法随时基于图像数据决定占空比的每个区域的比，以维持该比的方式，并且以各区域的占空比的总和不超过规定的上限值的方式决定各区域的占空比。供给电流的总量大致可以用下式表示(基准电流值)X(每ー个区域的LED的个数(固定值))X (各区域的占空比的平均值)X (区域的总数(固定值)) =(基准电流值)X(每ー个区域的LED的个数(固定值))X (各区域占空比的总和)(=I sum) o因此，认为即使考虑施加于发光元件的电压的变动，背光源的消耗电カ也存在于用下式求出的值中，IsumX (施加于发光元件的电压的最大值(固定值))。因此，当固定基准电流值时，如该方法，通过决定各区域的占空比的总和的上限值，可限制背光源的消耗电力。这样，通过设定限制占空比的上限的PWM限制条件(在该例中，占空比的总和的上限值)，可使背光源的消耗电カ不超过上限。但是，在通过PWM控制对供给电流进行控制的情况下，即使是基准电流值与占空比的积同等(即，使供给电流同等)的情况，在基准电流值较大时(相対的占空比减小)，基准电流值较小时(相対的占空比増大)，实际上发光效率等也有所不同。更具体而言，通常，即使基准电流值与占空比的积同等，基准电流值更小时(占空比更大)的一方的发光元件的发光亮度也增高。即，从发光效率的观点来看，通常，优选基准电流值尽可能小地进行设定。但是，在较小地设定有基准电流值的情况下，峰亮度(发光元件的亮度的最大值)也被抑制为小的值。因此，根据该状况，不必优选基准电流值固定在小的值。例如，显示的图像的APL(Average Picture Level :平均图像电平)较小时,对于一部分区域的发光元件，即使提高亮度，也难以产生背光源的消耗电カ超过上限的这种问题。因此，特别是显示的图像的APL较小时，如果能够充分地増加基准电流值，则这样可提高亮度(峰亮度高)，但在基准电流值固定于小的值的情况下，难以成为这样。另外，例如，如果与图像的APL变小相对应地，基准电流值更新为大的值，则峰亮度可形成为高的值。这样，在区域驱动型的背光源中，在通过PWM控制对供给电流进行控制的情况下，优选该PWM控制下的基准电流值，根据图像的APL流动性地设定。但是，在设定上述的PWM限制条件的情况下，因为基准电流值变化，所以适宜的PWM限制条件也发生变动。因此，对于PWM限制条件，可以说也优选同样流动性地设定。另外，在上述说明中，作为例子举出图像显示用发光装置为背光源的情况，但在通过PWM控制对供给电流进行控制的各种装置中同样可能成为问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种图像显示用发光装置，其为通过PWM控制对供给发光元件的电流进行控制的区域驱动型的发光装置，可根据图像的PAL流动性地设定该PWM控制下的基准电流值和PWM限制条件。另外，其目的在于提供应用这种图像显示用发光装置的图像显示装置。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本发明的图像显示用发光装置设置于基于图像数据显示图像的图像显示装置，上述图像显示用发光装置包括发光单元，其被分割为多个区域，且与该区域中的各个区域对应地设置有根据所供给的电流发光的多个发光元件中的各个发光元件；和对向上述发光元件供给的电流进行PWM控制的PWM控制部，上述图像显示用发光装置使用上述发光元件发出用于显示上述图像的光，上述图像显示用发光装置还包括控制条件设定部，其根据上述图像数据的APL决定且能够更新地设定PWM限制条件和基准电流值，其中，上述PWM限制条件对作为上述PWM控制的占空比的PWM值附加一定的限制，上述基准电流值为根据上述PWM控制的导通而流经上述发光元件的电流的值；和PWM值计算部，其基于上述图像数据、上述PWM限制条件和上述基准电流值，计算上述每个区域的PWM值，其中， 上述PWM控制部基于上述基准电流值和上述计算出的PWM值，进行上述PWM控制。根据本结构，基准电流值和PWM限制条件，根据图像数据的APL能够更新地被设定，并且基于图像数据和基于这些设定所计算出的PWM值，对向发光元件所供给的电流进行PWM控制。因此，根据本结构，能够通过PWM控制对向发光元件供给的电流进行控制，并且能够根据图像的APL流动性地设定该PWM控制的基准电流值和PWM限制条件。另外，作为上述结构，更具体而言也可以构成为上述控制条件设定部决定限度值作为上述PWM限制条件，上述限度值为每个上述区域的PWM值的总和的上限值。另外，在上述结构中，也可以构成为上述控制条件设定部，预先记录有确定上述APL与上述限度值的关系和上述APL与上述基准电流值的关系中的至少一种关系的参照信息，根据该参照信息来决定上述限度值和上述基准电流值。根据本结构，通过遵从参照信息，能够容易地决定限度值和基准电流值。另外，在上述结构中，也可以构成为上述控制条件设定部，按上述图像数据的每一帧或每多帧，大致同时地对上述限度值和上述基准电流值的设定进行更新。根据本结构，通过回避限度值和基准电流值的更新时期的偏差，能够维持双方的值的匹配性，极力抑制图像显示的亮度变动。另外，在此的“大致同时”表示时序的偏差为一帧(活动影像显示的帧更新的周期)以内。另外，在上述结构中，也可以构成为上述PWM值计算部基于上述图像数据来决定PWM值的每个上述区域的比，以PWM值的总和不超过上述限度值的方式，并且根据该被决定的比，进行上述计算。根据本结构，能够一边使向各发光元件供给的电流根据此时所设定的限度值而被限制，一边在图像显示装置中显示对比度比高的图像。另外，作为上述构成更具体而言，也可以构成为上述发光元件为LED。另外，在上述结构中，也可以构成为上述控制条件设定部，在决定上述限度值和基准电流值时，要施加于上述LED的电压的值，也根据该基准电流值来决定，施加于该LED的电压的值设定为该被决定的值。
已知有为了使LED适当地发光而所需要的电压的值，根据流经该LED的电流而变动。根据本结构，即使因基准电流值的更新而产生该变动，也能够适当地对应。另外，在上述结构中，也可以构成为在上述发光单元设置有多种颜色的上述LED，上述图像显示用发光装置包括色感校正部，该色感校正部基于被決定的上述基准电流值和被检测出的温度中的至少ー个，对上述基准电流值按每ー种上述颜色进行校正。已知有LED的发光颜色(色感)根据流经该LED的电流和温度而变动。根据本结构，能够对配置于发光単元的LED调整发光色，以校正该变动。另外，本发明的图像显示装置，其结构为使用上述结构的图像显示用发光装置发出的光来显示图像。根据该图像显示装置，能够得到上述结构的图像显示用发光装置的优点。另外，本发明的图像显示装置包括背光源；和IXD面板，其基于上述图像数据按 每个像素对光的透射程度进行调整，上述图像显示装置通过向该LCD面板提供该背光源的光而在该IXD面板的显示区域显示图像，作为该背光源，使用上述结构的图像显示用发光装置。根据该图像显示装置，能够实现以上述结构的图像显示用发光装置为背光源的液晶显示装置。另外，在上述结构中，也可以构成为在上述IXD面板设置有多种颜色的像素，上述图像显示装置包括色感校正部，该色感校正部，基于目前设定的上述基准电流值和被检测出的温度中的至少ー个，按每ー种上述颜色对光的透射程度进行校正。根据本结构，能够对LCD面板的光的透射程度进行调整，以校正外观上的LED的发光颜色(色感)的变动。另外，本发明的LED驱动器通过PWM控制向多个LED供给电流，并且按每ー个LED或每多个LED，该PWM控制的占空比是可变的，作为根据该PWM控制的导通而流经LED的电流的值的基准电流值也是可变的，将上述占空比的总和与上述基准电流值的积限制为不超过规定的上限值。发明效果如上所述，根据本发明的图像显示用发光装置，能够根据图像数据的APL能更新地设定基准电流值和PWM限制条件，并且基于图像数据和基于这些设定所计算出的PWM值，对向发光元件供给的电流进行PWM控制。因此，能够通过PWM控制对向发光元件供给的电流进行控制，并且根据图像的APL流动性地设定该PWM控制的基准电流值和PWM限制条件。另外，根据本发明的图像显示装置，能够得到本发明的图像显示用发光装置的优点。


图I是本发明实施方式的图像显示装置的结构图。图2是关于设定于IXD面板的部分的说明图。图3是关于设定于LED安装基板的区域的说明图。图4是关于背光源的亮度的控制的顺序的流程。图5是关于与各区域对应的PWM值的说明图。图6是关于与各区域对应的被校正的PWM值的说明图。图7是关于控制条件的各值的设定的顺序的流程。
图8是关于LED驱动器的构成方式的说明图。图9是关于第一参照信息的决定的顺序的说明图。图10是关于第一参照信息的决定顺序的其它说明图。图11是表示第一参照信息的内容的一个例子的说明图。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式的图像显示装置(液晶显示装置)进行说明。[关于图像显示装置的结构等]图I是本实施方式的图像显示装置的结构图。如该图所示，该图像显示装置9具备图像数据取得部I、区域驱动电路2、面板单元3、LED控制器4、背光源单元5和温度传感 器6等。图像数据取得部I从外部取得用于显示图像的图像数据，并将其发送至区域驱动电路2。例如，在将图像显示装置9作为电视广播接收机的情况下，图像数据取得部I具备天线和调谐器等，通过电视的广播的接接收得图像数据(视频信号)。另外，图像数据为按每一帧确定各像素的亮度等，进而确定活动影像(或静止画)的内容的数据。区域驱动电路2从图像数据取得部I接收图像数据，基于该图像数据生成表示要向背光源的LED供给的电流的大小的数据(下面，称为“LED数据”)。图像数据的亮度越高，LED数据以表示越大的电流的方式(S卩，以使LED更明亮地发光的方式)生成。LED数据采用例如12位的数字信号的形式，发送至LED控制器4 (调整电路41)。另外，区域驱动电路2基于图像数据生成表示各帧的图像的APL的数据(下面，称为“APL数据”)，且将其发送至LED控制器4 (控制条件设定电路45)。另外，区域驱动电路2还基于图像数据生成作为IXD面板11的各像素的光透射率数据的IXD数据。所生成的IXD数据供给至面板单元3。面板单元3为具有作为显示图像的面板的功能的单元，除IXD面板31外，还具备IXD控制器32和IXD驱动器33等。IXD面板31俯视时为矩形状，其结构为一对玻璃基板以隔着规定的间隔的状态贴合，并且在两玻璃基板间封入有液晶。另外，在一个玻璃基板设置有与相互正交的源极配线和栅极配线连接的开关元件(例如，薄膜晶体管)；与该开关元件连接的像素电极；以及取向膜等，在另一个玻璃基板设置有=RGB (红、绿、蓝)的各着色部以规定排列配置的彩色滤光片；共用电极；以及取向膜
坐寸o另外，在两基板的外侧还配置有偏振片。另外，在本实施方式中，在LCD面板31的显示区域形成有高清晰度电视用的1920X 1080个彩色像素(RGB各色的像素)。其中，像素的数量和种类等也可以是其它方式。另外，IXD面板31的显示区域如图2所示，被等分为24 (= 6X4)个部分(第一部分 第二十四部分)。另外，图2所示的数字n (n为I至24的整数)表示该部分是第n部分。例如，第一部分为该显示区域的左上方的320 (= 1920 / 6) X270 (= 1080 / 4)个像素所属的部分。另外，在此的“部分”这个词是为了指示显示区域的一部分而简单定义的词。本实施方式中部分的数量为24个，但这是一个例子，可以比该数量多也可以比该数量少。另外，配置于LCD面板31的背侧的LED安装基板53，以与LCD面板31的各部分对应的方式被分割为24个区域(各区域至少安装有ー个LED)，按每个区域对LED的发光状态进行控制，详情以后叙述。返回图1，IXD控制器32，根据从区域驱动电路2供给的IXD数据，生成用于驱动IXD驱动器33的信号，并将其发送至IXD驱动器33。IXD驱动器33基于从IXD控制器32接收的信号，对配置于LCD面板31的各开关元件的状态进行切換。由此，根据图像数据，对配置于IXD面板31的各像素电极的电压进行调整，进而对各像素的光的透射程度进行调整。由此，图像显示装置9从LCD面板31的背侧照射背光源(通过向IXD面板31提供背光源的光)，在IXD面板31的显示区域显示图像。LED控制器4具备调整电路41、PWM值计算电路42、PWM值限制器电路43、LED控制信号生成电路44和控制条件设定电路45等。另外，通过PWM控制对向背光源5的LED52供给的电流进行控制，详情以后叙述。LED控制器4，如下面的说明，起到生成该P丽控制需 要的LED控制信号并将其发送至背光源単元5的作用。调整电路41，对从区域驱动电路2接收的LED数据进行白平衡、温度校正等各种调整，并将其发送至PWM值计算电路42。PWM值计算电路42可更新地设定(记录)有基准电流值(根据PWM控制的导通而流经各LED52电流的值)1st的信息。而且，PWM值计算电路42基于从调整电路41接收的LED数据和目前所设定的基准电流值1st，按每个区域对PWM控制的占空比(下面简单称为“PWM值”)进行计算。另外，PWM值计算电路42还对每个区域的PWM值的总和进行计算，并将该计算结果传送至PWM值限制器电路43。PWM值限制器电路43可更新地设定(记录)PWM限度值的信息，以PWM值的总和不超过该PWM限度值的方式限制每个区域的PWM值。附加有这种限制的每个区域的PWM值的信息被发送至LED控制信号生成电路44。LED控制信号生成电路44可更新地设定(记录)基准电流值1st和LED电压值Vf(为了使各LED52适当地发光而需要的电压的值)的信息。另外，LED控制信号生成电路44根据从PWM值限制器电路43接收的每个区域的PWM值，生成每个区域的PWM信号。而且，LED控制信号生成电路44向背光源単元5发送包含每个区域的PWM信号、目前所设定的基准电流值1st和目前所设定的LED电压值Vf的各信息的LED控制信号。控制条件设定电路45基于从区域驱动电路2接收的APL数据，适当地更新与在各电路(42 44)设定的控制条件相关的各值(PWM限度值、基准电流值1st和LED电压值Vf)。另外，对LED控制器4的动作内容另外行详细说明。背光源单元5具备LED驱动器51、LED52、LED安装基板(LED面板)53和扩散板或光学板等的背光源的形成所需要的各光学部件(未图示)等，作为液晶显示装置的背光源发挥功能。LED驱动器51具有与LED52连接的一个或多个控制信道。LED驱动器51根据从LED控制器4供给的LED控制信号，使与各控制信道连接的LED52驱动。S卩，LED驱动器51，在PWM信号为H电平(导通)的期间，向与该PWM信号对应的区域的LED52供给基准电流值1st的电流，使该LED52点亮。另外，这时LED驱动器51使得在该LED52上施加有LED电压值Vf的电压。另外，通常，在基准电流值Is增大吋，LED电压值Vf増大，基准电流值Ist减小吋，LED电压值Vf减小(根据LED控制信号，被这样地控制)。因此，LED驱动器51，在自现时刻起提升基准电流值1st的情况下，先提升施加于LED52的电压，再提升基准电流值1st，在自现时刻起降低基准电流值1st的情况下，先降低基准电流值1st，再降低施加于LED52的电压。另ー方面，LED驱动器51在PWM信号为L电平(断开)的期间，停止向与该PWM信号对应的区域的LED52的电流的供给，使该LED52熄灯。另外，各LED52至少在每个区域与不同的控制信道连接。由此，可对每个区域LED52的点灯/熄灯进行控制。另外，LED52例如作为LED芯片而被形成，配置于LED安装基板53的安装面，作为与LCD面板31对应的背光源的光源而发挥功能。LED安装基板53以其安装面朝向LCD面板31的方式安装于IXD面板31的背侧。另外，如上所述，LED安装基板53如图3所示，被分割为与IXD面板31的各部分对应的24个区域。另外，图3所示的数字n表示该部分为第n区域。LED安装基板53的第 n区域与IXD面板31的第n部分对应。而且，LED52形成有由发出RGB (红、绿、蓝)的各色的光的LED集结而成的LED单元，至少ー个LED単元配置于LED安装基板53的各区域。各LED単元通过发出RGB各色的光，作为整体发出大致白色的光。另外，LED52的形式(种类、顔色和组合等)也可以是其它方式。例如，代替上述的LED单元，可以使用白色LED，也可以使用由发出RGBW (红、绿、蓝、白)各色的光的LED集结而成的LED单元。另外，LED安装基板53的第n区域配置于IXD面板31的第n部分的大致正背面。因此，第n区域的LED単元的发光强度(換言之，所供给的发光电カ的大小)对第n部分的图像显示的明亮度有特别大的影响。温度传感器6例如通过热敏电阻或热电偶形成，安装于LED安装基板53 (LED52附近)。由此，温度传感器6检测LED52附近的温度。所检测的温度的信息传送至区域驱动电路2，用于图像显示的顔色校正处理。视频显示装置9为上述的结构，基于通过图像数据取得部I取得的图像数据生成IXD数据和LED数据，并对IXD面板31的光的透射程度和LED52(背光源)的亮度进行控制，由此显示图像。在此，对视频显示装置9的背光源的亮度的控制顺序，通过下面详细说明。[关于背光源的亮度的控制顺序]下面，參照图4所示的流程对背光源的亮度的控制顺序进行说明。图像数据取得部I通过电视广播的接收等取得图像数据(步骤SI)，所取得的图像数据被输入区域驱动电路2。由此，区域驱动电路2基于该图像数据，生成各区域(第一区域 第二十四区域)的LED数据(步骤S2)。LED数据表示有要向LED52供给的电流的每个区域的总量。另外，在本实施方式中，各区域的LED数据基于与各区域对应的图像数据的亮度的最大值而決定。即，在与各区域对应的LCD面板31的各部分存在多个像素。因此，基于与该多个像素相关的亮度的最大值，决定各区域的LED数据。另外，该LED数据的决定方法不限于此，例如，也可以基于与各区域对应的多个像素的亮度的平均值而決定。另外，在本实施方式中，各区域的LED数据的决定与所取得的图像数据的帧周期一致(即在每ー帧)进行。
其中，进行该LED数据的决定的周期不限于这种方式，例如，也可以是每五帧或每三十帧。另外，在所取得的图像数据表示静止画面的情况下，也可以只在画面变动时，进行该LED数据的决定。此后，LED控制器4的调整电路41从区域驱动电路2接收LED数据，对该LED数据进行白平衡和温度校正等调整(步骤S3 )。此后，PWM值计算电路42基于进行了该调整的LED数据、和基准电流值1st，计算与各区域对应的PWM值(步骤S4)。各区域的PWM值通过由(LED数据的值)/{(基准电流值1st)X (每个区域的LED的个数)}表示的计算式计算。即，对各区域，以使通过PWM控制向LED52供给的电流的总和与LED数据的值相等的方式，进行PWM值的计算。另外，即使LED数据的值相同，基准电流值1st越大，PWM值也作为越小的值被计算出，基准电流值1st越小，PWM值作为越大的值被计算出。根据步骤S4的处理，例如与各区域对应的PWM值被计算出为图5所示的值。另外， 图5的括弧内的数字n表示其为第n区域，因此，例如，第七区域的PWM值为100(%)。根据图5，与各区域对应的PWM值被计算为0 (%)、50 (%)和100 (%)中的任一值。另外，PWM值计算电路42，对被计算出的与各区域对应的PWM值的总和进行计算(步骤S5)。根据步骤S5的处理，例如在与各区域对应的PWM值为如图5所示的值的情况下，PWM值的总和PWMsum计算为PWMsum =(第一区域的PWM值)+ (第二区域的PWM值)+......+ (第二四区域的PWM值)= 1600 (%)(区域平均值为 66. 7%)。接着，PWM值限制器电路43判别所计算的PWM值的总和PWMsum是否超过目前设定的电力限度值(步骤S6)。其结果，在判別出未超过的情况下(步骤S6的N)，PWM值限制器电路43将与各区域对应的PWM值的信息直接传送至LED控制信号生成电路44。但是，在判别出超过的情况下(步骤S6的Y)，PWM值限制器电路43，以使PWM值的总和PWMsum变为PWM限度值以下的方式(换言之，PWM值的总和PWMsum的上限被限制为PWM限度值的方式)，对与各区域对应的PWM值进行校正(步骤S7)。与各区域对应的PWM值的校正顺序如下所述。首先，PWM值限制器电路43对作为PWM限度值除以PWM值的总和PWMsum而得到的值的限制率a进行计算。例如，在与各区域对应的PWM值如图5所示(因此，PWM值的总和PWMsum为1600 (%))，并且PWM限度值设定为1200 (%)的情况下，限制率a计算为1200 /1600 = 0. 75。此后，PWM值限制器电路43，通过将目前的与各区域对应的PWM值乘以限制率a，来对目前的与各区域对应的PWM值进行校正。由此，生成被校正的与各区域对应的PWM值的信息。例如，在目前的与各区域对应的PWM值如图5所示，并且限制率a为0.75的情况下，与被校正的各区域对应的PWM值为图6所示的值。由此，所校正的PWM值的总和PWMsum变为PWM限度值以下(本实施方式的情况等于PWM限度值)，作为结果，PWM值的总和PWMsum的上限被限制为PWM限度值。这样，PWM限度值也可以被看作是对PWM值附加一定的限制的条件(PWM限制条件)。但是，PWM限制条件也可以是除此之外的方式。另外，PWM值限制器电路43将被校正的与各区域对应的PWM值的信息发送至LED控制信号生成电路44。另外，被校正的与各区域对应的PWM值为校正前的值一律除以限制率a所得的值。因此，所校正的PWM值的每个区域的比依旧維持校正前的状态。換言之，就每个区域的PWM值的计算而言，首先，基于图像数据决定每个区域的PWM值的比，以PWM值的总和PWMsum不超过PWM限度值的方式，且根据该被決定的比而执行。其結果，图像显示装置9能够ー边限制背光源的消耗电力，一边极カ地维持对比度比高的(有峰亮度感)图像显示。接着，LED控制信号生成电路44根据从PWM值限制器电路43接收的各区域的PWM值的信息，生成与各区域对应的PWM信号。而且，不仅生成该PWM信号，还生成包含目前设定的基准电流值1st、和目前设定的LED电压值Vf的各信息的LED控制信号，且将其发送至背光源単元5 (步骤S8)。由此，向属于各区域的LED52供给的电流根据与该区域对应的PWM信号(通过PWM控制)进行控制。(关于控制条件的各值的更新)
设定于各电路(42 44)的背光源的控制条件的各值(PWM限度值、基准电流值1st和LED电压值Vf)主要通过控制条件设定电路45的动作更新。下面，參照图7所示的流程对该更新的顺序进行说明。控制条件设定电路45，当从区域驱动电路2取得图像数据的ー帧量的APL数据时(步骤S11)，执行用于使该更新实现的动作(下面，简便地称为“更新动作”)。执行更新动作的周期不限定于这种方式，例如也可以是每五帧或每三十帧。另外，在所取得的图像数据表示静止画面的情况下，也可以只在画面变化时执行更新动作。另外，例如，在以每五帧执行更新动作的情况下，更新动作时使用的APL数据，可以为该时刻的APL数据(即，ー帧量的APL数据)，也可以为平均最近五帧量的APL数据。另外，当PWM限度值的更新和基准电流值1st的更新的时刻不同时，无法得到这些值的匹配性，有可能因图像显示的亮度变动而给用户带来不适感。因此，这些值的更新，大致同时地，即以时序的偏差存在于ー帧量(活动影像显示的帧更新的周期)以内的方式执行。另外，控制条件设定电路45，作为更新动作，首先基于取得的APL数据决定基准电流值1st和PWM限度值(步骤S12)。另外，在控制条件设定电路45预先记录有确定APL数据与基准电流值1st和PWM限度值的关系的信息(例如，表示该关系的函数或LUT(Look UpTable :查找表)等，下面，称为“第一參照信息”)。控制条件设定电路45參照第一參照信息决定基准电流值1st和PWM限度值。另外，怎样确定第一參照信息的内容在后面所示的“关于第一參照信息的内容”的栏中进行说明。接着，控制条件设定电路45基于所決定的基准电流值1st，决定LED电压值Vf(步骤S13)。在控制条件设定电路45预先记录有确定基准电流值1st与LED电压值Vf的关系的信息(例如，表示该关系的函数或LUT等，下面，称为“第二參照信息”)，控制条件设定电路45參照第二參照信息决定LED电压值Vf。关于LED，已知有LED电压值Vf因流动的电流而发生变化(通常，电流越大，LED电压值Vf也越大)，另外，能够事先(例如，图像显示装置9的设计阶段的实测)确定流动的电流与LED电压值Vf的对应关系。因此，在控制条件设定电路45，能够预先记录第二參照信
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另外，LED电压值Vf随着该LED的温度也发生变动。因此，温度传感器6的检测结果也被输送至控制条件设定电路45，可以不仅基于所决定的基准电流值1st，还基于温度传感器的检测结果，来决定LED电压值Vf。在该情况下，第二参照信息作为各温度的确定基准电流值1st与LED电压值Vf的关系的信息而设定。在完成步骤S13的动作的时刻，基于本次新取得的APL数据，重新决定有关控制条件的各值、即PWM限度值、基准电流值Ist和LED电压值Vf。在此，控制条件设定电路45将重新决定了的这些值的信息发送至各电路(42 44)。由此，各电路(42 44)的与控制条件相关的各值的设定，更新为从控制条件设定电路45重新取得的信息(步骤S14)。此后，关于本次更新的控制条件的各值的设定维持至进行下次更新为止。另外，在上述的说明中，为了容易理解，以相同的方式对各LED52进行发光控制，LED52的发光控制例如也可以针对每种颜色(RGB)个别地进行。按每种颜色个别地对与LED的发光控制相关的各种数据和值(LED数据、PWM值、PWM限度值、基准电流值1st和LED电压 值Vf 等)进行设定，并按每种颜色实施上述的一系列动作(步骤SI S8、步骤Sll S14)，由此实现每种颜色的LED52的发光控制。图8表示在按每种颜色(RGB)个别地进行LED52的发光控制的情况下的LED驱动器51的结构方式的一个例子。在该方式中，在LED驱动器51设置有与RGB各色对应的电源电路(8R 8B);和与设置于LED安装基板53的各LED单元对应的控制部件51a。另外，从LED控制器4侧向LED驱动器51发送包含各色区域的PWM信号、各色的基准电流值1st和各颜色的LED电压值Vf的信息的LED控制信号。与红(R)对应的电源电路8R经由未图示的DAC (Digital Analog Converter :数字模拟转换器)接收红(R)的LED电压值Vf的信息，生成与此对应的电压。另外，同样地，与绿(G)和蓝(B)对应的电源电路(8G、8B)也分别接收绿(G)和蓝(B)的LED电压值Vf的信息，生成与此对应的电压。另外，在控制部件51a具备集电极与各电源电路(8R 8B)连接，发射极接地的各晶体管(QR QB);和对各电源电路(8R 8B)与各晶体管(QR QB)的导通/非导通进行切换的各开关(SWR SWB)。另外，开关SWR的一端和另一端与LED单元的红(R)的LED52连接，开关SWG的一端和另一端与LED单元的绿(G)的LED52连接，开关SWB的一端和另一端与LED单元的蓝(B)的LED52连接。而且，与红(R)对应的晶体管QR根据红(R)的基准电流值1st的信息对流经集电极一发射极间的电流进行调整。另外，同样地，与绿(G)和蓝(B)对应的晶体管(QG、QB)也分别接收绿(G)和蓝(B)的基准电流值1st的信息，并基于此对流经集电极一发射极的电流进行调整。另外，与红(R)对应的开关SWR根据红(R)的PWM信号切换导通/非导通(0N /OFF)。另外，同样第，与绿(G)和蓝(B)对应的开关SWR根据绿(G)和蓝(B)的PWM信号切换导通/非导通(ON / OFF)。根据这种结构方式，施加于LED52的电压的调整主要由各电源电路(8R 8B)实现，流经LED52的电流的大小的调整主要由各晶体管(QR QB)实现。另外，PWM控制的导通/断开的切换主要由各开关(SWR SWB)实现。另外，在此所示的结构方式是一个例子，LED驱动器51的结构也可为其它方式。[关于第一參照信息的内容]上述的第一參照信息，例如在图像显示装置9的设计阶段，预先决定其内容之后记录于控制条件设定电路45。关于第一參照信息的内容如何决定，下面列举ー个具体例进行说明。首先，对于图像显示装置9，固定PWM限度值的设定，并对图像的APL与在显示该图像的情况下的LED52的峰亮度的对应关系进行调查。该调查通过以下方式实施预先准备例如APL为多种值的各测试图像的数据，分别对使这些测试图像依次显示时的LED52的峰亮度进行測量。对多种PWM限度值实施这样的调查。另外，在该调查中，基准电流值1st以使例如下面的(I)式成立的方式根据目前的PWM限度值进行设定。
(基准电流值1st)X (每个区域的LED52的个数)X (PWM限度值)X (LED电压Vf 的最大值)=(背光源的消耗电カ的上限值)…(I)另外，“每个区域的LED的个数”和“LED电压Vf的最大值”为预先知道的固定值。另外，“背光源的消耗电カ的上限值”从省电和抑制发热等观点来看，规定值以标准決定。S卩，LED52的消耗电カ的总和以不超过“背光源的消耗电カ的上限值”的方式，并且以使基准电流值1st不过于减小的方式，设定基准电流值I st。另外，在按每种颜色对LED52进行发光控制的情况下，根据同样的宗_，以对每种颜色的LED52的消耗电カ的总和进行合计而得到的值不超过“背光源的消耗电カ的上限值”的方式，设定基准电流值1st。上述的调查，当对例如Cl、C2和C3 (其中，Cl < C2 < C3)分别实施PWM限度值时，例如得到如图9所示的调查结果。另外，图9所示的图表横轴表示APL (%),纵轴表示LED52的峰亮度。另外，该图表用点划线表示PWM限度值固定于Cl的情况，用虚线表示固定于C2的情况，用点线表示固定于C3的情況。根据图9，峰亮度最大的PWM限度值根据APL而变动。因此，假设基于该调查结果，按各APL，以LED52的峰亮度成为最大的方式调整PWM限度值的情況。另外，在进行这种调整的情况下，APL与LED52的峰亮度的对应关系例如图10用实线所示。然后，求出该情况下的APL与PWM限度值的对应关系。根据该对应关系，按各APL，将背光源的消耗电カ抑制在容许范围内，并得到使峰亮度为最大的PWM限度值。因此，以这样求出的对应关系为基础，井根据实际情况设置各种制约(例如，对于PWM限度值，设计一定的下限值)、或实施规定的校正而得到的对应关系的信息，作为第一參照信息进行采用。另外，如果决定APL与PWM限度值的对应关系，则也根据上述的(I)式，决定APL与基准电流值1st的对应关系。因此，也该APL与基准电流值1st的对应关系也作为第一參照信息进行采用。通过至此的顺序，作为确定APL与PWM限度值和基准电流值1st的关系的第一參照信息，可得到例如图11所示的内容的信息。但是，上述顺序只不过是ー个例子，第一參照信息的内容可根据其它各种顺序决定。另外，在预先对基准电流值1st与PWM限度值的关系(例如，用上述的(I)式表示的关系)进行设定的情况下，第一參照信息也可以是只确定APL与PWM限度值关系的信息，也可以是仅确定APL与基准电流值1st的关系的信息。这样，只要确定APL，就能够确定基准电流值1st和PWM限度值。(关于通过面板单元的颜色校正)但是，通常已知有LED的实际发光颜色(光的波长)根据LED的温度和/或流动的电流的大小而变化。该变化的程度因LED的种类(例如，RGB的颜色)有所不同，特别是在绿(G)的LED中该变化的程度增大。因此，在作为背光源的光源使用LED52的图像显示装置9中，因LED52的温度和/或流动的电流的大小，图像显示的颜色发生变化。例如，在背光源中采用由RGB的各色的LED集结而成的LED单元(理想状态下作为整体发白光)的情况下，得不到RGB各色的平衡，LED单元不会发出本来的颜色的光，图像显示的色感发生变化。因此，优选在图像显示装置9中校正该变化。下面，对通过面板单元3实现这种颜色的校正的方法的一个例子进行说 明。如上所述，区域驱动电路2生成IXD数据并将其发送至面板单元3，IXD面板31的光的透射程度根据LCD数据来设定。因此，为了校正图像显示的色感(使要减小亮度的颜色的像素的光的透射度降低)，而预先生成IXD数据。更具体而言，目前设定的基准电流值1st (表示流经LED52的电流的大小)的信息预先传送至区域驱动电路2。然后，区域驱动电路2，为了综合地考虑温度传感器6的检测信息和基准电流值1st的信息(其中，只考虑任一个的信息也没关系)，并对图像显示的色感进行校正，而预先生成IXD数据。即，为了基于目前设定的基准电流值1st和所检测的温度中的至少一个，按每种颜色对IXD面板31的光的透射程度进行校正，而预先生成IXD数据。另外，对当LED的温度和流动的电流的大小变化多少程度时LED的发光颜色变化多少程度进行预先判断，因此这样地生成LCD数据是可能的。由此，能够通过面板单元3实现图像显示的色感的校正。(对于通过背光源单元的色感的校正)在作为背光源的光源使用包括RGB各色的LED的LED单元(参照图3)，且按颜色不同对基准电流值1st等的值进行设定的情况下，还能够通过背光源单元5实现图像显示的色感的校正。下面，对实现这种校正的方法的一个例子进行说明。如上所述，控制条件设定电路45根据APL数据决定基准电流值1st等的值，各电路(42 44)的基准电流值1st等的设定被更新为该被决定的值。因此，为了校正图像显示的色感(使要降低亮度的颜色的LED52的流经的电流减小)，而预先决定基准电流值1st。更具体而言，温度传感器6的检测信息也被传送至控制条件设定电路45。然后，控制条件设定电路45根据APL数据决定基准电流值1st后(参照步骤S12)，综合地考虑该被决定的基准电流值1st和温度传感器6的检测信息(其中，只考虑任一个的信息也没关系)，为了校正图像显示的色感，而预先按每种颜色校正该基准电流值1st。由此，可通过面板单元3实现图像显示的颜色校正。另外，基准电流值1st的校正优选以使任何颜色的基准电流值1st比现状值小(即，不超过现状值)的方式校正。由此，通过基准电流值1st的校正能够回避背光源的消耗电力超过容许范围的状况。[关于LED驱动器的规格]然而，通常，在LED驱动器中，根据作为其特性的一种的最大供给电力(可供给的电カ的最大值)，被要求的构造条件等有所不同。具体而言，如果是最大供给电カ较大的LED驱动器，则能够供给大的电力，但相对应地要求有能够耐发热的构造，因此难以小型化。另ー方面，如果是最大供给电カ较小的LED驱动器，则不能够供给大的电力，但由于预先知道不产生大的发热，因此容易小型化。在作为各种设备的构成部件采用LED驱动器的情况下，根据该设备的性能和用途等选择适当的最大供给电カ的LED驱动器。在此，从最大供给电カ的观点来看，提案适于本实施方式的图像显示装置9的LED驱动器。该LED驱动器通过PWM控制向LED供给电流，为以供给电流的总和不超过规定值的方式自动地被限制的规格(下面，简便地设为“电流限制规格”)。电流限制规格的LED驱动器的具体的结构等如下所述。电流限制规格的LED驱动器具有连接ー个或多个LED的多个控制信道，对每个控制信道(即，ー个或多个LED的每ー个)，PWM控制的占空比可变。而且，各控制信道对所连接的各LED，根据PWM控制的导通而供给基准电流(在各控制信道中共用)。即，各控制信道根据PWM控制的导通而流经的电流为(基准电流)X (与该控制信道连接的LED的个数)。 另外，在电流限制规格的LED驱动器中，基准电流的值也可变。例如从外部输入能够确定每个控制信道的占空比、和基准电流的值的数据，电流限制规格的LED驱动器基本上根据该数据向各LED供给电流。但是，在电流限制规格的LED驱动器中，基准电流的值与占空比的总和的积的上限值预先被決定，井根据该上限值限制基准电流。即，电流限制规格的LED驱动器计算各控制信道的占空比的总和，将基准电流的值限制为该上限值除以该计算出的值而得到的值(限制值)。该LED驱动器，即使假设被输入基准电流的值超过该限制值的数据，也使实际的基准电流的值与该限制值同等或为其以下的值。另外，电流限制规格的LED驱动器，代替限制基准电流，也可以变为限制占空比的总和。在该情况下，该LED驱动器，在确定基准电流的值后，将占空比的总和限制为上述的上限值除以该基准电流的值而得到的值(限制值)。该LED驱动器进行校正，使得即使假设计算出占空比的总和超过该限制值的值，也使占空比的总和与该限制值同等或为其以下的值。在任何情况下，供给电流的总和由(基准电流的值)X (与各控制信道连接的LED的个数[至少决定有最大值])X (占空比的总和)表不，因此，如果决定基准电流的值、和占空比的总和的积的上限值，则供给电流的总和的上限被限制。根据这样动作的电流限制规格的LED驱动器，在占空比的总和小的情况下，可增大基准电流的值，能够增加LED的峰亮度。而且，根据该LED驱动器，进ー步限制供给电流的总和(在占空比的总和大的情况下，基准电流的值不增加)，因此，与基准电流的值固定在大的值的LED驱动器相比，最大供给电カ减小。因此，该LED驱动器相对来说不要求耐发热的构造，因此容易小型化和廉价化。这样，电流限制规格的LED驱动器兼备将基准电流的值固定于小的值的LED驱动器的优点(发热小，易小型化等)；和将基准电流的值固定于大的值的LED驱动器的优点(能够增大LED的峰亮度)。因此，例如如果在本实施方式的图像显示装置9中使用电流限制规格的LED驱动器，则能够維持图像显示装置9本来的功能，并且能够容易实现图像显示装置9的小型化和廉价化。
另外，上述的电流限制规格的LED驱动器使用于基准电流值1st和PWM限度值随时更新的本实施方式的图像显示装置9，但也能够使用于使用LED的其它各种设备。(结论)以上说明的本实施方式的图像显示装置9包括以区域驱动电路2、LED控制器4和背光源单元5为主要构成要素的使背光源发光的装置(图像显示用发光装置)。而且，该图像显示用发光装置包括背光源单元5 (发光单元)，其被分割成多个区域，且与该区域中的各个区域对应地设置有根据所供给的电流发光的多个LED52 (发光元件)中的各个LED52 ；和对向LED52供给的电流进行PWM控制的功能部(PWM控制部)。另外，该图像显示用发光装置包括功能部(控制条件设定部)，其根据图像数据的APL决定且能够更新地设定对该PWM控制的占空比(PWM值)附加一定的限制的PWM限制条件、和根据该PWM控制的导通而流经LED52的电流的值(基准电流值1st);和功能部(占空比计算部)，其基于图像数据、PWM限制条件和基准电流值1st计算每个区域的PWM值。

另外，在本实施方式中，决定作为每个区域的PWM值的总和的上限值的PWM限度值作为PWM限制条件。但是，PWM限制条件也可以是其它方式。另外，PWM控制部基于基准电流值1st和所计算出的PWM值进行PWM控制。因此，根据该图像显示用发光装置，基准电流值1st和PWM限制条件根据图像数据的APL能够更新地被设定，并且基于图像数据和基于这些设定而计算出的PWM值，对向LED52供给的电流进行PWM控制。由此，根据该图像显示用发光装置，能够通过PWM控制对向LED52供给的电流进行控制，并且能够根据图像的APL流动性地设定该PWM控制的基准电流值1st和PWM限制条件。其结果，通过为了使LED52根据APL高效地发光而预先适当地准备第一参照信息，能够实现高效发光的图像显示用发光装置。另外，当使基准电流值1st变化时，LED电压Vf和LED的发光颜色(光的波长)也发生变动。但是，如上所述，根据本实施方式的图像显示用发光装置，也能够适当地对应这些变动，维持良好的图像显示。以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于该内容。另外，本发明的实施方式只要不脱离本发明的宗旨，就能够添加多种变更。产业上的可利用性本发明能够利用于各种图像显示装置等。符号说明I 图像数据取得部2 区域驱动电路3 面板单元4 LED 控制器5 背光源单元6 温度传感器8R 与红(R)对应的电源电路8G 与绿(G)对应的电源电路8B 与蓝(B)对应的电源电路
9图像显示装置31LCD 面板32LCD 控制器33LCD 驱动器41调整电路42PWM值计算电路43PWM值限制器电路44LED控制信号生成电路
45限制条件设定电路51LED 驱动器51a控制部件52LED (发光兀件一个方式)53LED安装基板SffR 与红(R)对应的开关SffG与绿(G)对应的开关SffB与蓝(B)对应的开关QR与红(R )对应的晶体管QG与绿(G)对应的晶体管QB与蓝(B )对应的晶体管
权利要求
1.一种图像显示用发光装置，其特征在于 该图像显示用发光装置设置于基于图像数据显示图像的图像显示装置， 所述图像显示用发光装置包括 发光单元，其被分割为多个区域，且与该区域中的各个区域对应地设置有根据所供给的电流发光的多个发光元件中的各个发光元件；和 对向所述发光元件供给的电流进行PWM控制的PWM控制部， 所述图像显示用发光装置使用所述发光元件发出用于显示所述图像的光， 所述图像显示用发光装置还包括 控制条件设定部，其根据所述图像数据的APL决定且能够更新地设定PWM限制条件和基准电流值，其中，所述PWM限制条件对作为所述PWM控制的占空比的PWM值附加一定的限制，所述基准电流值为根据所述PWM控制的导通而流经所述发光元件的电流的值；和 PWM值计算部，其基于所述图像数据、所述PWM限制条件和所述基准电流值，计算所述每个区域的PWM值,其中， 所述PWM控制部基于所述基准电流值和所述计算出的PWM值，进行所述PWM控制。
2.如权利要求I所述的图像显示用发光装置，其特征在于 所述控制条件设定部决定限度值作为所述PWM限制条件，所述限度值为每个所述区域的PWM值的总和的上限值。
3.如权利要求2所述的图像显示用发光装置，其特征在于 所述控制条件设定部，预先记录有确定所述APL与所述限度值的关系和所述APL与所述基准电流值的关系中的至少一种关系的参照信息， 根据该参照信息来决定所述限度值和所述基准电流值。
4.如权利要求2所述的图像显示用发光装置，其特征在于 所述控制条件设定部，按所述图像数据的每一帧或每多帧，大致同时地对所述限度值和所述基准电流值的设定进行更新。
5.如权利要求2所述的图像显示用发光装置，其特征在于 所述PWM值计算部基于所述图像数据来决定PWM值的每个所述区域的比， 以PWM值的总和不超过所述限度值的方式，并且根据该被决定的比，进行所述计算。
6.如权利要求2所述的图像显示用发光装置，其特征在于 所述发光元件为LED。
7.如权利要求6所述的图像显示用发光装置，其特征在于 所述控制条件设定部，在决定所述限度值和基准电流值时，要施加于所述LED的电压的值，也根据该基准电流值来决定， 施加于该LED的电压的值设定为该被决定的值。
8.如权利要求6或7所述的图像显示用发光装置，其特征在于 在所述发光单元设置有多种颜色的所述LED， 所述图像显示用发光装置包括色感校正部，该色感校正部基于被决定的所述基准电流值和被检测出的温度中的至少一个，对所述基准电流值按每一种所述颜色进行校正。
9.一种图像显示装置，其特征在于 所述图像显示装置使用权利要求I所述的图像显示用发光装置发出的光来显示图像。
10.一种图像显示装置，其特征在于 该图像显示装置包括 背光源；和 LCD面板，其基于所述图像数据按每个像素对光的透射程度进行调整， 所述图像显示装置通过向该LCD面板提供该背光源的光而在该LCD面板的显示区域显示图像， 作为该背光源，使用权利要求2所述的图像显示用发光装置。
11.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于 在所述IXD面板设置有多种颜色的像素， 所述图像显示装置包括色感校正部，该色感校正部，基于目前设定的所述基准电流值和被检测出的温度中的至少一个，按每一种所述颜色对光的透射程度进行校正。
12.—种LED驱动器，其特征在于 所述LED驱动器通过PWM控制向多个LED供给电流，并且按每一个LED或每多个LED，该PWM控制的占空比是可变的， 作为根据该PWM控制的导通而流经LED的电流的值的基准电流值也是可变的， 将所述占空比的总和与所述基准电流值的积限制为不超过规定的上限值。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种被PWM控制的区域驱动型的图像显示用发光装置，其根据图像的APL，流动性地设定基准电流值和PWM限制条件。上述图像显示用发光装置包括发光元件各自与各区域对应配置的发光单元(5)；对向发光元件供给的电流进行PWM控制的PWM控制部(44)；控制条件设定部(45)，其根据图像数据的APL决定且可更新地设定对作为PWM控制的占空比的PWM值进行限制的PWM限制条件和作为根据PWM控制的导通而流经发光元件的电流的值的基准电流值；和PWM值计算部(43)，其基于图像数据、PWM限制条件和基准电流值计算每个区域的PWM值，PWM控制部(44)基于基准电流值和所计算出的PWM值进行PWM控制。
文档编号G02F1/133GK102770899SQ201080064680
公开日2012年11月7日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年2月24日
发明者山本智彦, 村井贵行, 藤原晃史 申请人:夏普株式会社