广源控制设备、照明设备和液晶显示设备的制作方法

专利名称：广源控制设备、照明设备和液晶显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制光源的发射亮度以校正色度偏差的技术。
技术背景在无源型图像显示设备中，通过使用从光源发射到面板的光从而将图像显 示在该面板上，目前，主要使用白色冷阴极荧光灯作为上述光源。另一方面，发光二极管(下文简称为LED)具有下列优点。具体来讲，LED 可以发射高亮度的光。可以拓宽LED的色彩再现范围，并且LED还具有较长 的使用寿命。此外，随着转换效率的提高(过去较低)以及成本的减小，LED 已被用作上述无源型图像显示设备的光源。图29A和29B示出了液晶显示设备的背光设备(直接型)，这是一种将 LED用作光源的无源型图像显示设备。该背光设备包括包括LED 291、 292和 293，它们分别作为红光源(下文中被称为"R光源")、绿光源(下文中被称 为"G光源")和蓝光源(下文中被称为"B光源")而发射三种不同颜色的 光。通过将三种不同颜色的光混成白光，然后将所得的光发射到该背光设备之 前所设置的液晶面板，便显示出了期望的彩色图像。为了让上述背光设备充当合适的表面光源从而在向液晶面板发射光线时 没有亮度和色彩方面的不均匀性，在光源和液晶面板之间设置一光学构件295 (比如漫射器)，光学构件295用于对来自光源的光进行转换以获得这种期望 的表面光源。因为光学构件295采用片状或板状从而使得完成后的液晶显示设 备的厚度能够尽可能地小，所以光学构件295因来自光源和电路组件的热而逐 渐地弯曲或变形。相应地，为了防止光学构件295朝着光源那一侧弯曲或变形， 在其中为该背光设备提供了突出物294，这些突出物294朝着光学构件那一侧 (即液晶面板那一侧)突出从而高于那些光源。此处，LED的问题是，其显示性能因亮度和色度的变化而下降，而这又是因使用该LED的环境尤其是温度而引起的。另外，显示性能也根据LED的使 用周期而变化。作为参照，图30示出了 LED的亮度-温度的特征图。从图30 中可以看出，LED的亮度往往随着温度的上升而下降，并且这种亮度下降的影 响在R光源中最显著(如图中双点划线所示的特征)。由此，当LED被用作光源时，光源的色度随时间的流逝而变化并且也随 温度的上升而变化，由此引起了色度偏差。为了防止这种偏差，按有规律的间 隔来监控光源的发射亮度(强度)，以校正亮度和色度方面的偏差。这样，发 射到液晶面板上的光的颜色便被维持为期望的白色。例如，专利文献1揭示了一种彩色显示设备，它包括用于调节色彩平衡(尤 其是白平衡)的装置。这种彩色显示设备包括所谓的场序背光设备，其中用于 发射不同颜色的光的RGB三种光源按顺序进行切换以产生特定颜色的光。在 这种彩色显示设备中，色彩平衡调节是通过监控背光设备中每一种光源的亮度 等级来实现的。如图31所示，专利文献1所揭示的彩色显示设备包括RGB三种光源311、 312和313，而光学传感器314、 315和316则被分别设置在这些LED跗近。在 光发射时，光学传感器314、 315和316检测各LED的亮度等级，然后，将这些亮度等级转换成相应的电压值。然后，将每一个经转换的电压值与针对每一 个LED预先确定的相应的参考电压值进行比较。基于该电压值是否高于或低于 该参考电压值，还基于该电压值与该参考电压值之差，上述彩色显示设备控制 每一个LED中正流过的电流。由此，该彩色显示设备通过调节每一个LED的 亮度等级来维持色彩平衡。专利文献1还揭示了提供单个光学传感器而非为每个LED都提供光学传 感器的情况，该单个光学传感器具有用于选择参考值的选择器开关。通过按顺 序地切换该选择器开关，在针对每一个LED预先确定的参考值以及来自光学传 感器的检测值之间做出比较，由此每一个LED都受到控制。另外，专利文献l揭示了关于光学传感器位置的下列其它排列方式，其中 假定图31所示位置是标准排列位置。在基板上没有空间可用于设置光学传感 器的情况下，该传感器可以被设置在反光器架中的一空间中(如图32A所示)， 或者被设置在反光器架的壁面上(如图32B所示)。在LED的排列受到限制使得传感器无法被设置在LED盒子之内的情况下，该传感器可以被设置在漫射器上不干扰投射光的那一部分处(如图32C所示)。尽管不是一个用于检测实 际光线的设备，但是一个光耦合器可以被设置在照明部分之外(如图32D所示)， 该光耦合器包括其性质与照明部分中所用的那些LED相同的LED以及光学传 感器。在很难设置光耦合器的情况下，传感器部分可以通过光纤与照明部分相 连(如图32E所示)。专利文献2揭示了一种配置，它包括用于发射单色光的多个LED 331以及 光检测元件332，所有这些都用透明树脂层333来覆盖，就像图33A和33B所 示那样。使用这种配置，光检测元件可以检测穿透透明树脂层的光。因此，可 以用针对多个LED而设置的单个光检测元件来恰当地检测发射强度。专利文献3到5揭示了所谓的侧边型液晶显示设备，其中通过使用透明的 光引导板来均匀地引导光线以形成一表面，并且该光线被引导至液晶面板以显 示一图像。在这种液晶显示设备中，因为白色是通过使用透明的光引导板来混 合多种发光颜色从而获得的，所以通过检测混合后的白色并利用与理想白光的 偏差来进行反馈控制从而维持了理想的白光。专利文献3描述了最好将传感器设置在光引导板的同一表面上即来自光源 的光线入射到其上的那个表面上，因为已穿过最长的距离透过光引导板且被均 匀混合的光线可以被检测到。同时，专利文献4描述了最好将传感器设置在除光入射表面以外的一表面 上，使得来自光源的光不会被干扰。专利文献5指出了一个问题，当来自特定光源的光线从光引导板进入传感 器时，具有一确定角度的入射光的亮度很高，并且该确定角度的影响阻碍了对 平面光源的光进行合适的检测。为了防止这个问题，专利文献5描述了关于遮 光构件的设置，在光线进入传感器之前该遮光构件屏蔽了入射角不小于预定角 度的光线。专利文献6也描述了一种用传感器来检测光线的技术，其中该光线透射过 光引导板，像图34所示那样。在背光设备342内部，使从LED光源341中发 出的光线变均匀，并且来自包括反射点的区域的光线被传感器343检测到。然 后，根据检测结果，发射控制器344被配置成控制光源341的发射强度。专利文献1:日本专利申请特开公报第Hei 10-49074号专利文献2:日本专利申请特开公报第2002-344031号专利文献3:日本专利申请特开公报第Hei 11-260568号专利文献4:日本专利申请特开公报第2004-21147号专利文献5:日本专利申请特开公报第2004-199968号专利文献6:日本专利申请特开公报第2004-342454号发明内容本发明要解决的问题专利文献l所揭示的技术包括下列尤其关于排列位置的问题。在检测来自LED的直接的光线的情况下(如图32A和32B所示)，混合后的颜色很难检 测。不期望将传感器安排在漫射器上(如图32C所示)，因为传感器会干扰均 匀发射的光线。特别是，在发光设备被用作液晶面板的背光源时，这是不期望 的，因为传感器被安排在将光线引导至液晶面板的路线上，从而影响了将要被 显示在液晶面板上的图像。图32D中的光耦合器使成本上升了，因为又需要附 加的LED。尽管提到图32E中光纤形成的光引导件能够被置于任何地方，但是 与图32C相似，当该光引导件被设置在LED上方时也会干扰均匀发射的光线。 或者，如果光引导件被置于设备的边缘，则主要对边缘处的光线进行检测，对 混合后的光线进行合适的检测是无法进行的。关于专利文献2所揭示的技术，因为传感器被设置在其上设置有LED的 同一基板上，所以需要扩大该LED基板。另外，尽管针对已穿过透明基板的光 线进行了检测，但是任何LED都被设置在该传感器附近，并且该传感器往往受 到离该传感器最近的那个LED的光亮度的影响。相应地，最好将传感器设置在越过反射构件与光源相反的一侧，并且传感 器检测已穿过反射构件中的通孔的光线。这是因为，在这种位置设置传感器使 得有可能检测到间接的光线，该间接的光线已在背光设备中传播了一会并且接 下来穿过了反光器中的通孔。这样，尽管不是为了检测间接的光线，但是专利 文献6的第
段揭示了一种将传感器设置在越过反射构件与光源一侧相反 的一侧的配置。此处，已描述，与光引导板342的液晶面板设置一侧相反的那一侧所设置的传感器343可以换种方式被设置在反射构件的背面上。注意到，即使在将传感器设置在越过反射构件与光源一侧相反的一侧的配 置中，最好也检测混合得更确定的光线。专利文献3到5所揭示的技术是涉及所谓的侧边型显示设备的描述，其中使用了光引导板。此处，很难将这些技术应用于另一类型的显示设备。本发明是考虑到上述这些问题而做出的，其目的是提供一种光源控制设 备，它能够恰当地检测光源的发射亮度，还能够校正光源的发射亮度。解决问题的手段为了实现上述目的，根据本发明的光源控制设备包括光检测设备，它检测 用于发射不同颜色的光的多个光源的发射亮度并且基于光检测设备的检测结果来控制上述多个光源中的至少一个的发射亮度。配置该光源控制设备，使得 向反射构件提供一通孔，该反射构件在预定的方向上反射从该光源发射的光； 越过该反射构件在与光源一侧相反的一侧设置光检测设备；以及向上述通孔提 供光传播构件，来自光源的光线可以穿过该光传播构件进行传播。此处，光传播构件最好包括凸起部分，并且该凸起部分被装入该通孔。 该光传播构件最好具有高于光源的高度。在这种配置情况下，该光传播构 件有效地充当一光收集装置。此外，光检测设备可以被配置成检测在穿过通孔之后被光分离装置分离开 的光线。然后，在与反射构件的光源一侧相反的一侧提供用于容纳光检测设备的容 纳空间，以便防止从光源发射的光线穿过该容纳空间。 另外，该反射构件可以包括多个上述的通孔。可以使用一种配置，其中向上述多个通孔中的至少一个提供光传播构件，来自光源的光线可以穿过光传播构件进行传播。较佳地，上述传播构件中的至少一个具有高于光源的高度。 可以使用一种配置，其中光源控制设备包括用于每一个通孔的打开和关闭装置，这种打开和关闭装置能够单独地控制是否释放光线让其穿过相应的通孔并到达光检测装置。可以使用一种配置，其中光源控制设备包括用于每一个通孔的透射波长选 择装置，这种透射波长选择装置用于选择穿过相应通孔的透射光波长。在与反射构件的光源一侧相反的一侧，光源控制设备可以包括背面光引导 体，该背面光引导体将已穿过上述多个通孔中的至少一个的光线引导至光检测装置。在与反射构件的光源一侧相反的一侧，光源控制设备可以包括用于容纳光 检测设备的容纳空间，该容纳空间的大小能覆盖上述多个通孔的排列区域。此 处，最好防止从光源发射的光穿过该容纳空间。光源控制设备最好包括多个上述光检测设备。可以使用一种配置，其中光源控制设备包括多个光传播构件，来自光源的光线可以穿过这些光传播构件进行传播，并且已穿过多个光传播构件的光束均被上述多个光检测装置检测到。较佳地，上述多个光传播构件中的至少一个具有高于光源的高度。 在与反射构件的光源一侧相反的一侧，光源控制设备最好包括用于分别容纳多个光检测设备的多个容纳空间。此处，最好防止从光源发射的光线穿过每一个容纳空间。可以使用一种配置，其中光源包括LED和荧光灯，而光传播构件则包括 底部基板和多个支持部分。使用这种配置，通过上述多个支持部分使荧光灯的 位置关系维持预定的间隔。本发明提供了一种使用上述任何配置的照明设备。此外，本发明提供了一种包括上述照明设备和液晶面板的液晶显示设备。 本发明的效果使用上述配置，光源的发射亮度可以被恰当地检测到，而光源的发射亮度 则可以被校正。相应地，可以提供一种能在各种环境下维持均匀的颜色的发光 设备。


图1是示出了本发明第一实施方式的液晶显示设备的框图。图2A是沿本发明第一实施方式的背光设备的A-A'线(图2B)截取的侧 面横截面图。下面将要示出的其它侧面横截面图也是沿A-A'线截取的。 图2B是本发明第一实施方式的背光设备的前视图。 图3示出了在本发明第一实施方式中光引导体及其周围的配置。 图4示出了在背光设备中穿过光通孔的混合的光。 图5A示出了在背光设备中传播且穿过光引导体而混合的光。 图5B示出了在背光设备中传播且穿过光引导体而混合的光。 图6A是以具有凸出部分的光引导体被安装到通孔的情况为例的外观图。 图6B是以具有凸出部分的光引导体被安装到通孔的情况为例的外观图。 图7A是本发明第一实施方式的背光设备的另一示例的侧视图。 图7B是本发明第一实施方式的背光设备的另一示例的前视图。 图8是示出了本发明第二实施方式的液晶显示设备的框图。 图9A是本发明第二实施方式的背光设备的侧视图。 图9B是本发明第二实施方式的背光设备的前视图。 图IO示出了在本发明第二实施方式中光引导体及其周围的配置。 图11示出了色度图中的黑体轨迹。图12A示出了在色度图中将当前的色度点校正到黑体轨迹的概念。图12B示出了在色度图中将当前的色度点校正到黑体轨迹的概念。图13A示出了在本发明第二实施方式中光引导体及其周围的另一种配置。图13B示出了在本发明第二实施方式中光引导体及其周围的另一种配置。图14A是本发明第三实施方式的背光设备的侧视图。图14B是本发明第三实施方式的背光设备的前视图。图15示出了在本发明第三实施方式中光引导体及其周围的配置。图16A是本发明第四实施方式的背光设备的侧视图。图16B是本发明第四实施方式的背光设备的前视图。图17示出了在本发明第四实施方式中光引导体及其周围的配置。图18示出了在本发明第四实施方式的修改示例中光引导体及其周围的配置。图19A是本发明第五实施方式的背光设备的侧视图。图19B是本发明第五实施方式的背光设备的前视图。图20示出了在本发明第五实施方式中光引导体及其周围的配置。图21示出了在本发明第五实施方式的修改示例中光引导体及其周围的配置。图22示出了在本发明第六实施方式的修改示例中光引导体及其周围的配置。图23A是本发明第三实施方式的修改示例的背光设备的侧视图。 图23B是本发明第三实施方式的修改示例的背光设备的前视图。 图24A是本发明第四实施方式的修改示例的侧视图。 图24B是本发明第四实施方式的修改示例的背光设备的前视图。 图25A是本发明第五实施方式的修改示例的侧视图。 图25B是本发明第五实施方式的修改示例的背光设备的前视图。 图26A是示出了在光引导体采用板形的情况下根据本发明的背光设备的 示例的侧视图。图26B是示出了在光引导体采用板形的情况下根据本发明的背光设备的 示例的前视图。图27A是在侧边型的情况下根据本发明的背光设备的示例。图27B是在侧边型的情况下根据本发明的背光设备的示例。图28示出了在本发明第七实施方式中光引导体及其周围的配置。图29A是常规背光设备的侧视图。图29B是常规背光设备的前视图。图30是显示LED的亮度-温度特征的图。图31是专利文献1所揭示的显示设备的外观图。图32A是显示专利文献1中的光传感器的排列位置的图。图32B是显示专利文献1中的光传感器的排列位置的图。图32C是显示专利文献1中的光传感器的排列位置的图。图32D是显示专利文献1中的光传感器的排列位置的图。图32E是显示专利文献1中的光传感器的排列位置的图。图33A是专利文献2中所描述的背光设备的外观图。图33B是专利文献2中所描述的背光设备的外观图。图34是专利文献6中所描述的背光设备的外观图。关于标号的解释11 液晶面板12 LED13 LED驱动器14 颜色传感器15 控制微型计算机16 主微型计算机17 RAM18 照度传感器19 远程控制器信号接收器 21'91'281 光引导体22 传感器23 通孔24 反光器25 传感器基板26 底盘27 遮光体31 突出部分32 接合部分33 传感器基板34 螺丝，轴套 71 突出部分81 CCFL82 CCFL反相器 92 灯夹具101 底部基板102 支持部分132 光引导部分 181'2ir221背面光引导体 201'212 快门222透射波长选择装置 282 棱镜具体实施方式
<第一实施方式>作为根据本发明的光源控制设备的一个示例，下面将对液晶显示设备进行 描述。图1是根据该实施方式的液晶显示设备的框图。液晶显示设备包括液晶面板11，用于显示图像；LED 12，用作从背后 照亮液晶面板ll的光源；LED驱动器13，用于驱动LED12;颜色传感器14， 用于检测多个LED 12的每一种发光颜色的发射强度；控制微型计算机15，它 将用于LED 12的驱动信号给予LED驱动器13;主微型计算机16，它基于来 自远程控制器信号接收器19、来自照度传感器18以及来自用户的远程控制器 的检测结果，将用于LED 12的控制信息给予控制微型计算机15，其中远程控 制器信号接收器19用于检测指令信息，照度传感器18用于检测环境光；RAM 17，用于存储每一种发光颜色的发射强度(发射亮度)的参照值等，这些参考 值将要与颜色传感器14的检测结果进行比较。图2A和2B是根据本发明用作照明设备的背光设备的外观图。图2B是用 作照明设备的背光设备的前视图，这通过从该液晶显示设备中除去液晶面板和 光学构件而得到的图。图2A是沿图2B的前视图中的虚线A-A'截取的背光设 备的横截面图。对于下面将要示出的前视图和横截面图，也有同样的关系。形成底盘26时其尺寸要能容纳多个光源，并且安装一光源排列基板25以 便将这些光源固定地排列在底盘26之内的底面上。此外，在光源排列基板25 上提供反光器24。反光器24将光源发射的光线反射到预定的方向，比如液晶 面板一侧和光学构件一侧。上述背光设备包括用于发射不同颜色的光的多个光源，这些光经混合后产生某一种颜色。混合后的颜色被引导至光学构件(未示出，比如设置在该背光 设备前面的漫射器)，通过使用该光学构件对其进行转换以获得期望的表面光 源，然后，再被发射到液晶面板(未示出)。在本实施方式的配置中，红绿蓝三种颜色作为上述多种不同的发光颜色被发射，并且分别提供了红LED1、绿LED2和蓝LED3并以它们作为发射红绿 蓝三种颜色的R光源、G光源和B光源。三种颜色的光束是按恰当的发射强度 比例被发射的，经混合以产生白色，然后，再被引导至光学构件和液晶面板。此处，如图30所示，每一个LED都受到温度上升的影响，这可归因于LED 自身所产生的热或电路组件所产生的热，由此发射亮度发生变化。出于该原因， 白平衡被扰乱，并且白点在很大程度上发生移位。随着时间的流逝，白点也会 发生移位。相应地，有必要检测每一种颜色的发射强度(亮度)，并且根据检测到的 发射强度(亮度)对发射色度和发射亮度进行反馈控制以使其保持预定的发射 色度和发射亮度。由此，提供一颜色传感器22，以它作为光检测装置，以便检 测RGB三种光源的发射强度(发射亮度)。更具体地讲，颜色传感器22被配 置成具有用于检测红光发射强度的红光传感器、用于检测绿光发射强度的绿光 传感器以及用于检测蓝光发射强度的蓝光传感器。另外，颜色传感器22具有 滤色片用于透射具有红色频率的光的红光滤色片；用于透射具有绿色频率的 光的绿光滤色片；以及用于透射具有蓝色频率的光的蓝光滤色片。红光传感器 检测穿过红光滤色片的光，绿光传感器检测穿过绿光滤色片的光，蓝光传感器 检测穿过蓝光滤色片的光。然后，在本发明中，提供了穿透反光器24、光源排列基板25和底盘26的 通孔23，使得来自光源l、 2和3的光线能够穿越到达底盘26的背面。形成底 盘26时其尺寸能够容纳上述这些光源。提供通孔23的目的在于，准确地检测 上述关于颜色平衡受到的干扰。颜色传感器22被设置在越过反光器24与光源 相反一侧的某一位置处(即与基板25上排列光源的那一侧相反的一侧)，并 且面对着通孔23。设置在这种位置处的颜色传感器22并不检测来自LED的直接的光线，而 是可以检测间接的光线，这种间接的光线是从LED中发出且在背光设备中传播了一会再穿过反光器24、光源排列基板25等的光线。相应地，有可能检测到已恰当混合成白光的红绿蓝三种光。此外，越过反光器24在与光源一侧相反的一侧设置的传感器22并不干扰 从光源发出并被引导至光学构件和液晶面板的光线。相应地，可以避免颜色传 感器22在液晶面板上留下阴影的问题。如果颜色传感器22被设置得比反光器 24更靠近光源排列部分，则将引起这一问题，由此干扰了被引导至液晶面板上 的光线。此外，较佳地，颜色传感器22应该检测穿过光传播构件51的光线，像图 5B所示那样。光传播构件51是一种透明的颜色，并且允许光线在传播的同时 还在其中发生反射并且从入射面传递到出射面(这表明要求某些光线最终从出 射面输出)。这是因为，多种(比如多种颜色)光束在光传播构件51内传播 的同时通过反复地反射而混合，并且混合后的白光中的红绿蓝三种光都可以被 检测到。此处，重要的是向通孔23提供光传播构件51。凸形的光传播构件51可以 被安装到通孔23中以便塞住通孔23。例如，在图6A中，具有凸出部分的光传 播构件51从上方被安装到通孔中。这种配置的有效之处在于，该凸出部分充 当一光引导装置，使得混合后的光可以被有效地引导至传感器22。或者，光传 播构件51可以从下方被安装到通孔中，就像图6B所示的那样。另外，可以使 用一种配置，其中从一端插入的凸出部分穿过该通孔到达另一端。另外，在光传播构件51的侧面可以形成一些点，以便具有漫射作用和反 射作用。在本实施方式中，光传播构件51被用作光引导体。如图2A和2B中的标 号21所示，该光引导体朝着反光器24的光源排列一侧突出，而光引导体的接 合部分32也稍稍朝着与底盘26的背面的光源排列一侧相反的一侧突出。在底 盘26的背面，接合部分32接合到通孔。因为形成光引导体21时使其朝着反光器24的光源排列一侧突出，所以光 引导体21可以适当收集光引导体21附近的LED的亮度以及远离光引导体21 的LED的亮度。换句话说，本发明的光引导体21除了充当用于将光线引导至 传感器22的光引导装置以外，还充当一种光收集装置。此处，光线是从光源发出，通过光引导体进行传播，然后穿越到与达反光器24的光源一侧相反的图3示出了光引导体21及其周围的详细配置。光引导体21是按突出形状 形成的，并且具有一接合部分32，使得突出部分31可以立在光源排列基板25 上。通过将接合部分32安装到穿透反光器24、光源排列基板25和底盘26的 通孔，便使光引导体21立在该光源排列基板25上。此外，为了将恰当混合的光引导至传感器22,光引导体21由透明的丙烯 酸光纤等构成。尽管相应地混合后的光线穿越到达反光器24的背面，但是该 光线也穿过背光设备机壳上所提供的散热孔。因此，在将本发明应用于液晶显 示设备的情况下，有一个缺点，背光源的光线从显示设备背部机壳上的散热孔 中泄漏出去。在图像显示期间，这种背光从机壳背部泄漏的情况导致显示设备 的质量下降。为了防止这种泄漏，在安装传感器22的传感器基板33上提供了遮光壁27， 使得遮光壁27可以围绕着传感器22。这样，由传感器基板33和遮光壁27 — 起构成了一个用于容纳传感器22的传感器容纳空间，由此由光引导体21引导 至传感器22的光线将止步于传感器容纳空间22a (不会到达与传感器基板33 的传感器22排列一侧相反的一侧)。此处，注意到，标号34表示用于连接传 感器基板33的螺丝和轴套。在按上述方式配置的背光设备中，白光是作为光源的LED 1、 2和3所发 射的光的混合产物，这种白光被光引导体21的突出部分31收集到，在光引导 体21中传播之后被引导至光源排列基板25的背面，然后，被传感器22检测 到。将如此检测到的红绿蓝三种LED 1、 2和3的发射强度与预定的参考值进 行比较，并且通过对LED 1、 2和3进行反馈来调节发射强度，使得检测到的 值与参考值之间的差异变为零。由此，混合后的光线的色度可以维持在一确定 的等级。顺便提及，较佳地，光引导体21的突出部分31的高度应该高于光源。这 种配置使光引导体21能够适当收集来自较远的光源的光线，此外，通过防止 底盘16的前表面上所设置的光学构件朝着光源一侧弯曲并接触到光源，从而 防止图像显示表面上的亮度出现不规则性。同时，关于防止光学构件弯曲，除了光引导体21以外，还可以提供一个或多个突出部分71，以防止光学构件弯曲，就像图7A和7B所示。尽管在图 7A和7B中形成反光器24时没有倾斜，但是任何类型的反光器都可以用于实 现本发明。可以使用一种增加光引导体21的个数而不提供突出部分71的配置。颜色 传感器22的个数也可以随光引导体21的个数而增多，因为这样一种配置能够 更正确地校正色度偏差。注意到，下面的示例将描述用于增多光引导体个数的 特定配置。<第二实施方式>图8示出了本实施方式的液晶显示设备的框图。本实施方式与第一实施方 式不同的地方在于LED 12发射单色光而非发射多种颜色的光；以及本液晶显 示设备不仅包括LED，还包括荧光灯(CCFL) 81和用于驱动CCFL 81的CCFL 反相器82。图9A和9B示出了作为照明设备的背光设备，这是通过从液晶显示设备中 除去液晶面板和光学构件而获得的图。图9B示出了从前面看到的背光设备(即 前视图)，图9A示出了沿图9B中的虚线A从侧面看到的背光设备(即截面 图)。该背光设备是一种所谓的直接型背光设备，其中排列着多个荧光灯4使得 其纵向被设置成基本上相同，来自荧光灯的光束被发射到液晶面板。另外，与只用荧光灯4的光线来表现图像的情况相比，为了增宽颜色再现 性，该背光设备还包括多个位于各荧光灯之间发出红光的LED 5。此处，因为LED 5的亮度易于根据温度而变化，就像图30所示那样，所 以被引导至液晶面板的光线的色度发生偏差。为了校正这种色度偏差，与第一 实施方式相似的是，在与光源排列基板25的光源排列一侧相反的一侧设置颜 色传感器22，该颜色传感器22位于面对着光源排列基板25的通孔的一位置。 将颜色传感器22设置在这种位置的原因与第一实施方式相同。此外，根据本发明充当照明设备的背光设备包括多个作为光源的荧光灯4， 并且每一个荧光灯的管子形状趋向于变得越来越细和越来越长，以便适应变得越来越薄且尺寸越来越大的液晶显示设备。相应地，荧光灯4可能在某些情况 下会弯曲，并且可能被荧光灯自身所产生的热或电路组件所产生的热摧毁。出 于该原因，除了荧光灯4的末端附近所设置的支持物以外，背光设备还具有灯夹具92，这种灯夹具92可防止荧光灯4在各支持物之间移动。尽管上述灯夹具可以被配置成使得单个灯夹具固定单个荧光灯，但是本实 施方式的灯夹具92被配置成通过整体形成底部基板101和设置于其上的多个 支持部分102从而以预定的间隔固定了多个荧光灯4。此外，在各支持部分之 间还提供了高于荧光灯的突出物，使得像漫射器这样的光学构件不会弯曲。在第一实施方式中，光引导体21充当光引导装置、光收集装置并防止光 学构件弯曲。除了这些功能以外，根据本实施方式的光引导体91包括底部基 板101和支持部分102 (与上述灯夹具的形状相似)，以实现固定荧光灯且使 这些荧光灯按预定的间隔排列这一功能。图10详细示出了光引导体91及其周围的配置。光引导体91具有突出部 分31和锁定部分32 (这和第一实施方式的光引导体21相似)，另外，它还具 有与底部基板101 —体形成的多个支持部分102 (图中包括了两个支持部分 102)。为了实现其作为光引导装置的功能，光引导体91由光线可以穿过的材 料构成，比如透明的丙烯酸或光纤。然后，与第一实施方式相似，由遮光体27和传感器基板33—起构成了传 感器容纳空间，在该配置中来自光源4和5的光束不会泄漏到机壳之外。同时，尽管灯夹具92是通过将锁定装置(与光引导体81的接合部分32 相似)插入并安装到通孔中而连接的，但是灯夹具92的材料和颜色是不让光 线穿过的那种。灯夹具92以这样一种材料和颜色来构成，以便防止来自光源4 和5的光线泄漏到机壳之外。在按上述方式配置的背光设备中，作为光源的荧光灯4和LED 5所发射的 光线经混合得到的混合光被光引导体91的突出部分31收集到。之后，该混合 光在光引导体中传播之后就被引导至光源排列基板25的背面，然后，再被传 感器22检测到。将如此检测到的来自LED 5的光线的发射强度与预定的参考 值进行比较，并且通过对LED 5执行反馈来调节该发射强度。传感器22被配 置成具有红光传感器、绿光传感器和蓝光传感器，其方式与第一实施方式相同。作为一种用于调节LED5的发射强度的特定方法，首先，可以在色度图中 画出如图11所示的黑体轨迹。黑体轨迹是一种黑体的颜色随绝对温度而变化 的状态。在色度坐标处于黑体轨迹上的情况下，指示了一种白色度没有偏差的状态。图11中的点R表明R光源5在正常发射状态中的色度坐标。通过使用图12A和12B的概念图，将解释上述用于调节发射强度的方法。 首先，执行初始化，然后，颜色传感器14计算色度图上的色度坐标WQ(X。,y0)。 之后，颜色传感器14计算黑体轨迹与一条用于将当前的色度坐标Wo与红光 LED的色度坐标点R相连的线条的交点Ww，并且针对从W。到Ww的距离来执 行校正。关于校正方向，若Wo在黑体轨迹之上，则做出校正以减小R光源5 的发射亮度；若W。在黑体轨迹之下，则做出校正以增大R光源5的发射亮度。 通过改变电流值或通过改变占空比，R光源的发射强度便发生变化。因此，混 合光的色度可以维持在一确定的等级。顺便提及，尽管如图10中己示出了一种配置，其中根据本实施方式的光 引导体91具有单个锁定部分31且也充当光引导装置，但是还可以使用一种配 置，其中光引导体91具有多个锁定部分131或者其中光引导体91还具有突出 部分132 (如图13A和13B所示)。在这种配置中，光引导体具有多个锁定部 分，光引导体在连接状态中并不旋转，并且其稳定性得到提高。这种包括多个锁定部分131的配置也可以应用于第一实施方式的光引导体 21 (即光引导体21具有一个底部基板和多个锁定部分的配置)。尽管在本实施方式中示出了作为光源的红光LED的情况，但是本发明并 不限于此，这些LED可以是另一种颜色或多种颜色。在第一和第二实施方式中，从屏幕中心部分的色度应该得到调节这一观点 来看，已示出这样一些示例，其中当从前面进行观看时光引导体21和91都被 设置在背光设备的中心。然而，设置光引导体21、 91以及传感器的位置并不 限于此。例如，根据光源配置和排列的修改，有可能使用一种配置，其中光引 导体21、 91以及传感器被设置在除中心以外的位置。在光引导体21、 91以及 传感器被设置在屏幕中心的配置中，可以最容易地调节屏幕中心的色度。<第三实施方式〉下面参照图14A、14B和15来描述根据第三实施方式用作照明设备的背光设备。图14A和14B示出了用作照明设备的背光设备，这是通过从该液晶显示设 备中除去液晶面板和光学构件而获得的图。图14B示出了从前面看到的背光设 备(前视图)，图14A示出了沿图14B中的虚线A从侧面看到的背光设备(截 面图)。与第一实施方式相似，本实施方式使用一种配置，其中越过反光器24在 与光源相反的一侧提供了多个颜色传感器22 。与这些传感器一起，还设置了 多个光引导体21，并且传感器排列基板33和遮光壁34 —起构成了多个传感器 容纳空间22a。使用这种配置时，在每一个光引导体21所收集的光线中，将每一个传感 器22的控制范围中的红绿蓝三种LED 1、 2和3的发射强度分别与预定的参考 值进行比较。然后，通过执行到LED 1、 2和3的反馈，来调节发射强度，使 得检测到的值与参考值之间的差异变为零。通过增多上述传感器22的个数，可以检测到不发光的LED，并且针对每 一个被划分的部分，都可以检查因面板的上部和下部之间的温度差而导致的色 度偏差。相应地，即使当屏幕尺寸很大时，也可以获得均匀的色度。<第四实施方式>下面参照图16A、16B和17来描述根据第四实施方式用作照明设备的背光设备。图16A和16B示出了用作照明设备的背光设备，这是通过从该液晶显示设 备中除去液晶面板和光学构件而获得的图。图16B示出了从前面看到的背光设 备(前视图)，图16A示出了沿图16B中的虚线A从侧面看到的背光设备(截 面图)。在本实施方式中，尽管越过反光器24在与光源一侧相反的一侧设置的传 感器22的个数保持尽可能地小，但是光引导体21的个数增多了。然后，所形 成的传感器容纳空间的尺寸可以覆盖多个光引导体21的排列区域。使用这种配置时，在屏幕的所有划分区域中可以均匀地检测到多种颜色的混合程度，因为光引导体21被设置在多个位置。另外，因为多个光引导体21 的整个排列区域均被上述传感器空间覆盖，所以通过光引导体穿过通孔之后到 达底盘背面(与光源排列一侧相反)的光线不会泄漏到机壳之外。顺便提及，为了可靠地引导来自所有光引导体21的光线以便集中到传感器22，可以向底盘的背面(与反光器24的光源一侧相反)提供背面光引导体 181。这种配置允许来自所有光引导体21的光线在传播的同时被引导至传感器 22。由此，光量损耗减小了，从而允许对混合光进行准确的检测。这种背面光 引导体181可以采用板、棒的形状或弯曲的形状，只要到传感器22的路径得 到确保就可以。另外，背面光引导体181不需要与所有的光引导体21相连，也不需要针 对每一个光引导体21都设置背面光引导体181。此外，背面光引导体181并不 必须要连接到光引导体21，并且可以被直接设置到没设置光引导体的那个通孔 的后端。也可以使用一种配置，其中提供了本实施方式的多个传感器22。 <第五实施方式>下面参照图19A、19B和20来描述根据第五实施方式用作照明设备的背光 设备。图19示出了用作照明设备的背光设备，这是通过从该液晶显示设备中除 去液晶面板和光学构件而获得的图。图19B示出了从前面看到的背光设备(前 视图)，图19A示出了沿图19B中的虚线A从侧面看到的背光设备(截面图)。在本实施方式中，除了第四实施方式的配置以外，越过反光器24在与光 源一侧相反的一侧，在将光线从光引导体21引导至传感器22的过程中，还设 置了快门201 (开关装置)。通过按时间顺序控制多个快门的开与关，便只允 许来自某一光引导体的光线穿过。在这种配置中，单个传感器可以适当地检测分别由各划分区域中的光引导 体21所收集的所有混合颜色的光。通过执行控制使得一次只打开上述多个快 门中的一个快门，便使上述情况成为可能。之后，对于每一个划分区域，将红 绿蓝三种LED 1、 2和3的发射强度与相应的预定参考值进行比较，并且接下来通过执行到LED 1、 2和3的反馈使得检测到的值与参考值之间的差异变为零，从而调节发射强度。上述快门201并不必然地控制是否允许已穿过光引导体21的光线达到传 感器22，但是可以控制是否允许未穿过光引导体21而仅仅穿过通孔21的光线 达到传感器。另外，如图21所示，可以使用一种与第四实施方式的修改示例相似的配 置，其中在传感器容纳空间22a中设置了背面光引导体211从而使得更容易将 光线引导至传感器22。快门212也可以被设置在将光线从光引导体21引导至 传感器22的过程中的任何位置处。<第六实施方式>下面将参照图22描述根据第六实施方式用作照明设备的背光设备。 上述诸多实施方式中的传感器22都具有滤色片，并且被配置成具有红 光传感器，用于检测穿过红光滤色片的光线；绿光传感器，用于检测穿过绿光 滤色片的光线；以及蓝光传感器，用于检测穿过蓝光滤色片的蓝光传感器。然 而，在本实施方式中，使用一种配置，其中使每一个光引导体21用作上述滤 色片，使得传感器22不再需要滤色片。在图22中，示出了与第四实施方式的修改示例相似的配置示例，其中每 一个光引导体21都具有背面光引导体221。此处，在光线从背面光引导体221 进入传感器22之处，对紧靠该处的那一部分设置透射波长选择装置222 (比如 不同的滤色片等)，从而检测每一种颜色的发射亮度。透射波长选择装置222 的位置并不限于紧靠光线进入传感器22之处的那一部分，而是可以位于光引 导体21中的任何地方。此外，可以使用一种配置，其中每一种颜色的透射波长选择装置222被直 接设置在没有光引导体21的通孔中。使用上述配置时，对于传感器22而言，滤色片不再是必需的。 在上文第三到第六实施方式中，在光源是LED的情况下示出了多个示例。 同时，在使用荧光灯和LED作为光源的情况下，较佳地，形成每一个光引导体 21时使其被配置成具有多个支持部分和一个底部基板，就像第二实施方式中那样，图23-25有示出。另外，尽管提供了多个通孔，但是并非所有的通孔都需要设置光引导体， 所有的光引导体也无需采用相同的形式。此外，在包括第一和第二实施方式的上述实施方式中，光引导体可以采用平面形式等。例如，如图26A和26B所示，尽管除去了图2中的反光器24并 且对底盘26的光源一侧的表面赋予了反射功能，但是光源排列基板25可以由 不带孔的光传播构件(比如透明的丙烯酸和光纤)构成。即使使用这种配置， 通过完全堵住通孔23，便可以用在底盘背面的传感器22来检测合适的间接的 光线。在背光设备是侧边类型的情况下，有必要配置通孔23从而用光引导板271 完全塞住通孔23，就像图27A所示那样。图27B所示的配置是有效的，其中 在光引导板271中设置了突出部分272并且该突出部分被安装到通孔23中， 这是因为突出部分272充当用于将光线引导至传感器22的光引导装置以及用 于防止光引导板移动的定位装置。尽管通孔和突出部分272定位于图中的中心， 但是考虑到屏幕的亮度的不规则性，它们最好被设置在边缘。或者，可以使用 一种配置，其中提供了多个通孔和突出部分272。<第七实施方式>下面将参照图28描述根据第七实施方式用作照明设备的背光设备。在图 28的配置中，通过颜色分离装置282 (比如棱镜)，从光引导体281穿越到达 光源排列基板25的光源排列一侧相反的一侧的光线被分成多种颜色，之后， 每一种颜色再被检测。使用该配置时，传感器22不再需要滤色片，因为在光线穿过棱镜282的 过程中红绿蓝各种光线具有折射率差异，所以可以获得红绿蓝各种光线。另外，被配置成具有红光传感器、绿光传感器和蓝光传感器的传感器22 可以被单个传感器(比如光电二极管)替代。通过移动该单个传感器按顺序地 读取穿过棱镜的多种颜色的光线，便可以简化上述传感器配置。注意到，可以配置棱镜282使其移动，而不移动传感器。另外，在用上述棱镜282检测红绿蓝三种光的配置中，直接穿过底盘中所设置的通孔的光线可以被检测到，而不检测穿过光引导体281的光线。此外，可以使用一种配置，其中通过在光源排列基板25的光源一侧设置棱镜282来 进行检测，设置棱镜282的位置被显示在图32所示的常规示例中。在上文中，通过将液晶显示设备和背光设备用作光源控制设备的示例，对 本发明给出了解释。然而，本发明并不限于这些，并且也可以应用于需要恒定 色度的一般照明等。上述光引导体可以不是丙烯酸，并且可以由允许光线穿过的任何材料构成。另外，关于排列位置，颜色传感器22并不必然地面对着通孔23。 尽管在上述各实施方式的描述中反光器25都以稍稍倾斜的方式排列着， 但是反光器24也可以按平面形状来构成而没有任何倾斜，如图7、 29A和29B 所示。此外，光源排列基板25可以被配置成充当反光器24。反光器24可以是 反射性的片或反射性的漆而非一个板。工业应用性本发明可应用于液晶显示设备、液晶显示设备中所用的背光设备等。
权利要求
1.一种光源控制设备，它包括光检测设备，所述光检测设备检测用于发射不同颜色的光的多个光源的发射亮度，所述光源控制设备基于所述光检测设备的检测结果来控制所述多个光源中的至少一个的发射亮度，所述光源控制设备的特征在于向反射构件提供通孔，所述反射构件在预定的方向上反射从所述光源发出的光，越过所述反射构件在与光源一侧相反的另一侧设置所述光检测设备，以及向所述通孔提供光传播构件，来自所述光源的光线可以穿过所述光传播构件而传播。
2. 如权利要求1所述的光源控制设备，其特征在于，所述光传播构件包括突 出部分，并且所述突出部分被安装到所述通孔中。
3. 如权利要求2所述的光源控制设备，其特征在于，所述光传播构件具有高 于所述光源的高度。
4. 如权利要求1到3中任一项所述的光源控制设备，其特征在于，所述光检 测设备检测在穿过所述通孔之后被光分离装置分离开的光线。
5. 如权利要求1到4中任一项所述的光源控制设备，还包括位于与所述反射 构件的光源一侧相反的另一侧且用于容纳所述光检测设备的容纳空间，并且其特征 在于，防止从所述光源中发出的光线穿过所述容纳空间。
6. 如权利要求1所述的光源控制设备，其特征在于，所述反射构件包括多个 上述的通孔。
7. 如权利要求6所述的光源控制设备，其特征在于，向所述多个通孔中的至 少一个提供光传播构件，来自所述光源的光线可以穿过所述光传播构件而传播。
8. 如权利要求7所述的光源控制设备，其特征在于，所述传播构件中的至少 一个具有高于所述光源的高度。
9. 如权利要求6到8中任一项所述的光源控制设备，还包括用于所述多个通 孔中的每一个通孔的开启和关闭装置，所述开启和关闭装置能够单独地控制是否释 放光线从而使其穿过相应的通孔到达光检测设备。
10. 如权利要求6到8中任一项所述的光源控制设备，还包括用于所述多个通 孔中的每一个通孔的透射波长选择装置，所述透射波长选择装置用于选择穿过相应 通孔的光线的透射波长。
11. 如权利要求6到10中任一项所述的光源控制设备，还包括位于与所述反 射构件的光源一侧相反的另一侧的背面光引导体，所述背面光引导体将穿过所述多 个通孔中的至少一个通孔的光线引导至所述光检测装置。
12. 如权利要求6到11中任一项所述的光源控制设备，还包括位于与所述反 射构件的光源一侧相反的另一侧且用于容纳所述光检测设备的容纳空间，所述容纳 空间的尺寸覆盖了所述多个通孔的排列区域，其特征在于，防止从所述光源中发出的光线穿过所述容纳空间。
13. 如权利要求6所述的光源控制设备，还包括多个上述的光检测设备。
14. 如权利要求13所述的光源控制设备，还包括多个光传播构件，来自所述 光源的光线可以穿过所述多个光传播构件而传播，并且穿过所述多个光传播构件的 光线被所述多个光检测设备检测。
15. 如权利要求14所述的光源控制设备，其特征在于，所述多个光传播构件 中的至少一个具有高于所述光源的高度。
16. 如权利要求13到15中任一项所述的光源控制设备，还包括位于与所述反 射构件的光源一侧相反的另一侧且用于分别容纳所述多个光检测设备的多个容纳 空间，并且其特征在于，防止从所述光源中发出的光线穿过每一个所述容纳空间。
17. 如权利要求2、 3、 7、 8、 14和15中任一项所述的光源控制设备，其特征在于所述光源包括LED和荧光灯，而所述光传播构件包括底部基板和多个支持部 分，以及通过所述多个支持部分，按预定的间隔来维持所述荧光灯的位置关系。
18. —种照明设备，它包括如权利要求1到17中任一项所述的光源控制设备。
19. 一种液晶显示设备，它包括如权利要求18所述的照明设备以及液晶面板。
全文摘要
一种能在各种环境中保持均匀颜色的发光设备。一种光源控制设备具有光检测设备，该光检测设备检测用于发射不同颜色的光的多个光源的发射亮度，并且基于该光检测设备的检测结果来控制上述光源中的至少一个光源的发射亮度。在反射构件中形成通孔，该反射构件用于反射从光源中发出的光线，并且这种反射是处于预定的方向上。从光源起越过反射构件，设置光检测设备，并且在通孔处设置光传播构件。
文档编号H05B37/02GK101268720SQ20068003409
公开日2008年9月17日 申请日期2006年2月3日 优先权日2005年8月12日
发明者小桥川诚司, 藤根俊之 申请人:夏普株式会社