專利名稱：背光設(shè)備和彩色圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光設(shè)備和彩色圖像顯示設(shè)備，其中從背面照明彩色顯示面板。
背景技術(shù)：
代替在電視廣播開始之后很多年一直使用的陰極射線管(CRT)，使用液晶顯示器(LCD)或等離子顯示面板(PDP)形成的非常薄的電視接收器已經(jīng)被提出并投入到實際使用中。特別地，使用液晶顯示面板的液晶顯示設(shè)備的優(yōu)勢在于，其能夠以低功耗來驅(qū)動，并且能夠形成為大尺寸的顯示單元。因此，液晶顯示設(shè)備被估計會隨著大尺寸液晶顯示面板價格的下降而不斷普及，并且液晶顯示設(shè)備未來進(jìn)一步的發(fā)展被期待。
在彩色液晶顯示設(shè)備中，背光類型的彩色液晶設(shè)備已經(jīng)變?yōu)橹髁?，其中由背光設(shè)備從背面照明具有濾色器的透射類型彩色液晶顯示面板以便顯示彩色圖像。對于背光設(shè)備的光源，經(jīng)常使用諸如冷陰極熒光燈(CCFL)的熒光燈，其利用熒光管來發(fā)射白光。
由于CCFL使用封閉在熒光管中的水銀，所以它可能對環(huán)境有壞的影響。因此，發(fā)光二極管(LED)被估計是有希望作為背光設(shè)備的光源以代替CCFL，例如在待公開的日本專利No.2001-142409(此后稱為專利文獻(xiàn)1)中所公開的。
由于藍(lán)色發(fā)光二極管的發(fā)展，發(fā)射光的三原色的紅色、綠色和藍(lán)色光的發(fā)光二極管已經(jīng)變得完整。通過混合從發(fā)光二極管發(fā)射的紅色、綠色和藍(lán)色光，可獲得具有高白色純度的白色光。由此，在發(fā)光二極管用作為背光設(shè)備的光源的情況下，在來自光源的光穿過液晶顯示面板之后，得到的彩色光具有高的色純度。因此當(dāng)與CCFL比較時，顏色重現(xiàn)范圍可以顯著擴(kuò)寬。
對于要用作為背光設(shè)備光源的發(fā)光二極管，使用高輸出的發(fā)光二極管(LED)芯片的發(fā)光二極管被有效地使用。在所述類型的發(fā)光二極管被使用時，背光設(shè)備的亮度可被顯著增強(qiáng)。
順便提及地，在背光類型的彩色液晶顯示設(shè)備中，彩色液晶顯示面板遮蔽白光以便借助濾色器為每個像素只提取對象彩色分量的光，從而顯示彩色圖像，在所述彩色液晶顯示面板上由背光設(shè)備從背面照明所規(guī)定的白色光。
特別地，在從背光設(shè)備發(fā)射的白色光內(nèi)，只有通過彩色液晶顯示面板提取的對象彩色分量的光被利用。例如，為了將整個屏幕顯示為紅色，彩色液晶顯示面板在除了提供有紅色濾色器的像素之外的那些像素處，即是在提供有綠色濾色器和藍(lán)色濾色器的那些像素處遮蔽白色光。因此，不利用除了提供有紅色濾色器的像素之外的像素的光。
以這種方式，在現(xiàn)有的背光類型的彩色液晶顯示設(shè)備中，由于從背光設(shè)備發(fā)射包括未被使用的彩色分量的白色光，很多功率被無用地消耗。
因此，本發(fā)明的受讓人在上述的專利文獻(xiàn)1中提出了一種設(shè)備和方法，其中在來自多個分割區(qū)域之中的一個分割區(qū)域單位中驅(qū)動背光面板，并且響應(yīng)于圖像信號來控制背光的亮度，以降低功耗。

發(fā)明內(nèi)容
順便提及地，在來自多個分割區(qū)域之中的一個分割區(qū)域單位中驅(qū)動背光面板并且響應(yīng)于圖像信號來控制背光的亮度的情況下，由于在不同的分割區(qū)域中驅(qū)動條件不同，所以如果在分割區(qū)域之間轉(zhuǎn)移光量平衡，則分割區(qū)域之間的轉(zhuǎn)移表現(xiàn)為顯示圖像顏色的不規(guī)則。
因此，要求提供一種背光設(shè)備，其中在來自多個分割區(qū)域之中的一個分割區(qū)域單位中驅(qū)動該背光設(shè)備的情況下，防止了由分割區(qū)域之間轉(zhuǎn)移光量平衡所引起的顯示圖像顏色的不規(guī)則表現(xiàn)。
還要求提供一種彩色圖像顯示設(shè)備，其中它包括彩色顯示面板和用于從背面照明彩色顯示面板的背光設(shè)備，并且在來自多個分割區(qū)域之中的一個分割區(qū)域單位中驅(qū)動該背光設(shè)備，防止了由分割區(qū)域之間轉(zhuǎn)移光量平衡所引起的顯示圖像顏色的不規(guī)則表現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種用于從背面照明彩色顯示面板的背光設(shè)備，包括光源部件，該光源部件包括復(fù)合光源，該復(fù)合光源被配置成混合來自多個單色光源的不同顏色的光通量并將混合的光照射到彩色顯示面板上，并且光源部件具有為任意數(shù)量的單色光源的每一個分組的多個光學(xué)區(qū)域；光檢測光引入板，以伸長的光學(xué)透明板的形式被布置以便橫過光源部件的光學(xué)區(qū)域，并且具有對應(yīng)于每個光學(xué)區(qū)域在其上提供的至少一個光拾取部分；在縱向上在所述光檢測光引入板的相對端面的至少一個處提供的用于各個顏色的多個光量傳感器；和控制裝置，用于利用各個顏色的彩色光傳感器在各個光學(xué)區(qū)域中連續(xù)檢測光，并且基于各顏色的所述光量傳感器的檢測輸出來控制從為各個光學(xué)區(qū)域分組的單色光源發(fā)射的彩色光的光量平衡。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種彩色圖像顯示設(shè)備，具有彩色顯示面板和背光設(shè)備，該背光設(shè)備被配置成從背面照明彩色顯示面板，背光設(shè)備包括光源部件，該光源部件包括復(fù)合光源，該復(fù)合光源被配置成混合來自多個單色光源的不同顏色的光通量并將混合的光照射到彩色顯示面板上，并且光源部件具有為任意數(shù)量的單色光源的每一個分組的多個光學(xué)區(qū)域；光檢測光引入板，以伸長的光學(xué)透明板的形式被布置以便橫過光源部件的光學(xué)區(qū)域，并且具有對應(yīng)于每個光學(xué)區(qū)域在其上提供的至少一個光拾取部分；在縱向上在所述光檢測光引入板的相對端面的至少一個處提供的用于各個顏色的多個光量傳感器；和控制裝置，用于利用各個顏色的彩色光傳感器在各個光學(xué)區(qū)域中連續(xù)檢測光，并且基于各顏色的所述光量傳感器的檢測輸出來控制從為各個光學(xué)區(qū)域分組的單色光源發(fā)射的彩色光的光量平衡。
利用背光設(shè)備和彩色圖像顯示設(shè)備，當(dāng)在多個分割區(qū)域的每一個的單元中驅(qū)動背光設(shè)備時，防止了由分割區(qū)域之間轉(zhuǎn)移光量平衡所引起的顯示圖像顏色的不規(guī)則表現(xiàn)。
從下面的描述和所附權(quán)利要求并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上面和其它的特征和優(yōu)點將變得清楚，在附圖中，相同的零件或元素由相同的附圖標(biāo)記表示。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的彩色圖像顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖2是示出在彩色圖像顯示設(shè)備的液晶顯示面板中提供的濾色器的示意圖；圖3是示出彩色圖像顯示設(shè)備的背光設(shè)備的外殼部件的一般內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是示出在背光設(shè)備中提供的光檢測光引入板的光拾取部分的形狀的例子的透視圖；圖5是示意說明光檢測光引入板功能的部分垂直橫截面圖；圖6是示出彩色液晶顯示設(shè)備的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是示出驅(qū)動電路的背光驅(qū)動控制部件結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8是示出背光驅(qū)動控制部件的驅(qū)動框結(jié)構(gòu)的方框圖；圖9A、9B和10是示出在背光設(shè)備中提供的光檢測光引入板的光拾取部分的形狀的不同例子的透視圖；圖11是示出背光設(shè)備結(jié)構(gòu)的部分垂直橫截面圖，其中消除了外殼部件中的橫斷墻；圖12是示出一部分背光設(shè)備結(jié)構(gòu)的平面圖，其中在縱向上在光檢測光引入板的相對端面上提供光量傳感器元件，并且光量傳感器元件連續(xù)地檢測各個區(qū)域中不同顏色的光量；圖13是示出一部分背光設(shè)備結(jié)構(gòu)的橫截面圖，其中在縱向上在光檢測光引入板的相對端面上提供光量傳感器元件，并且光量傳感器元件檢測各個區(qū)域中不同顏色的光量；圖14是示出在背光設(shè)備中提供的光檢測光引入板的光拾取部分的形狀的一個例子的透視圖，使得由在縱向上在光檢測光引入板的相對端面上提供的光量傳感器元件來均勻地檢測各個區(qū)域中不同顏色的光量；圖15是說明由光量傳感器元件檢測的來自N個光學(xué)區(qū)域的光強(qiáng)度的實際測量結(jié)果的特性圖；和圖16是示出在背光設(shè)備中提供的光檢測光引入板的光拾取部分的形狀的另一個例子的透視圖，使得由在縱向上在光檢測光引入板的相對端面上提供的光量傳感器元件來均勻地檢測各個區(qū)域中不同顏色的光量。
具體實施例方式
首先參考圖1，示出了應(yīng)用本發(fā)明的一個實施例的彩色圖像顯示設(shè)備100。
所示的彩色圖像顯示設(shè)備100是透射型彩色液晶顯示設(shè)備并包括透射型彩色液晶顯示面板110和在彩色液晶顯示面板110的背面上提供的背光設(shè)備140。此外，盡管未示出，彩色圖像顯示設(shè)備100還可包括用于接收地波或衛(wèi)星波的接收器部件，比如模擬調(diào)諧器或數(shù)字調(diào)諧器、分別用于處理由接收器部件接收的圖像信號和聲音信號的圖像信號處理部件和聲音信號處理部件、用于輸出由聲音信號處理部件處理的聲音信號的聲音信號輸出部件，比如揚(yáng)聲器，等等。
彩色圖像顯示設(shè)備100的透射型彩色液晶顯示面板110包括兩個透明襯底，包括TFT(薄膜晶體管)襯底111和相反電極襯底112，它們由玻璃或類似的材料制成并以彼此相反的關(guān)系布置。透射型彩色液晶顯示面板110還包括在TFT襯底111和相反電極襯底112之間形成的間隙中布置的液晶層113，該液晶層113例如在其中封閉有扭轉(zhuǎn)向列液晶。彩色液晶顯示面板110還包括兩個偏振板131和132，在它們之間夾著TFT襯底111和相反電極襯底112。在TFT襯底111上形成以矩陣排列的信號線114和掃描線115、在信號線114和掃描線115的交點處排列且作為開關(guān)元件的薄膜晶體管116、和像素電極117。薄膜晶體管116由掃描線115來接連地選擇，并且把從信號線114提供的圖像信號寫到對應(yīng)的像素電極117中。同時，在相反電極襯底112的內(nèi)表面上形成相反電極118和濾色器119。
濾色器119被劃分成對應(yīng)于像素的多個段。例如，對于如圖2所示的三個基色，將濾色器119劃分成紅色濾色器CRF、綠色濾色器CFG和藍(lán)色濾色器CFB三個不同種類的段。濾色器119的陣列模式可以如圖2所示的條紋陣列那樣，或者是delta陣列或四方陣列。
在彩色液晶顯示面板110中，控制布置在矩陣中的薄膜晶體管以獨立地對于各個像素有選擇地向液晶層113施加電壓，使得進(jìn)入的光在光學(xué)上被調(diào)制以實現(xiàn)圖像顯示。
彩色圖像顯示面板100能通過根據(jù)活動矩陣系統(tǒng)將具有上述這樣結(jié)構(gòu)的透射型彩色液晶顯示面板110驅(qū)動到以下狀態(tài)來顯示想要的全色圖像，在該狀態(tài)中由背光設(shè)備140從背面將白光照明到彩色圖像顯示設(shè)備100上。
彩色圖像顯示設(shè)備100的背光設(shè)備140形成為使用大量發(fā)光二極管的地下室窗采光(area light)類型的背光設(shè)備。特別地，背光設(shè)備140如圖1所示包括擴(kuò)散板141和以重疊關(guān)系設(shè)置在擴(kuò)散板141上的光片組145并且包括擴(kuò)散片142、棱鏡片143和偏振轉(zhuǎn)換片144。在外殼部件120中提供擴(kuò)散板141和光片組145，在外殼部件120中將大量發(fā)光二極管作為光源布置。擴(kuò)散板141將從光源發(fā)出的光內(nèi)部地散射以使平面光發(fā)射中的亮度均勻。光片組145將從擴(kuò)散板141發(fā)射的照明光朝著擴(kuò)散板141的法線方向偏轉(zhuǎn)以提高平面光發(fā)射中的亮度。
背光設(shè)備140的外殼部件120的內(nèi)部一般結(jié)構(gòu)如圖3所示。參考圖3，外殼部件120包括在區(qū)域A11到A44中提供的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44，區(qū)域A11到A44在光學(xué)上通過隔斷墻121在4×4的矩陣中彼此分離。發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的每個都包括作為光源的至少用于發(fā)射紅(R)光的紅色發(fā)光二極管21R、用于發(fā)射綠(G)光的綠色發(fā)光二極管21G、和用于發(fā)射藍(lán)(B)光的藍(lán)色發(fā)光二極管21B。外殼部件120還包括在水平方向(X方向)上沿著區(qū)域A11到A14延伸通過隔斷墻121的以伸長板形式的光檢測光引入板LGP1，和在水平方向(X方向)上沿著區(qū)域A21到A24延伸通過隔斷墻121的以伸長板形式的另一個光檢測光引入板LGP2。外殼部件120還包括在水平方向(X方向)上沿著區(qū)域A31到A34延伸通過隔斷墻121的以伸長板形式的光檢測光引入板LGP3，和在水平方向(X方向)上沿著區(qū)域A41到A44延伸通過隔斷墻121的以伸長板形式的光檢測光引入板LGP4。
光檢測光引入板LGP1到LGP4由光學(xué)透明的樹脂材料制成，比如丙烯酸樹脂。對應(yīng)于每個區(qū)域A11到A44，提供至少一個光拾取部分W11到W44，并且在光檢測光引入板LGP1到LGP4的縱向上的相反端中的至少一個上為各個光提供都包括光量傳感器的光量傳感器部件LS1到LS4。
每個光拾取部分W(W11到W44)具有豎直面，該豎直面以與光檢測光引入板LGP(LGP1到LGP4)的縱向成相交關(guān)系被提供并且不滿足全反射的角度條件。例如，從圖4的光檢測光引入板LGP1到LGP4的光拾取部分W11到W44所看到的，光拾取部分W以凹狀形成。
在背光設(shè)備140中，光檢測光引入板LGP1到LGP4通過對應(yīng)于區(qū)域A11到A44的光拾取部分W11到W44來拾取來自在區(qū)域A11到A44中提供的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的光，并且將拾取的光引入到在縱向上的一端處提供的光量傳感器部件LS1到LS4。在光量傳感器部件LS1到LS4中，發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44被個別地接通，使得它們分別能夠個別地檢測來自發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的光，如圖5所示。
每個光量傳感器部件LS1到LS4都包括用于檢測紅色光量的紅光傳感器SR、用于檢測綠色光量的綠光傳感器SG、用于檢測藍(lán)色光量的藍(lán)光傳感器SB。
例如通過如圖6所示的驅(qū)動電路200來驅(qū)動具有上述這樣結(jié)構(gòu)的彩色圖像顯示設(shè)備100。
參考圖6，驅(qū)動電路200包括用于向彩色液晶顯示面板110或背光設(shè)備140提供驅(qū)動電能的電源部件210，和視頻解碼器230，從外部提供給視頻解碼器230的圖像信號或由在彩色圖像顯示設(shè)備100中提供的未示出的接收部件接收的圖像信號通過輸入端220來提供。驅(qū)動電路200還包括與視頻解碼器230連接的控制信號產(chǎn)生部件240、背光驅(qū)動控制部件250和與控制信號產(chǎn)生部件240連接的視頻編碼器260、和用于響應(yīng)于視頻編碼器260的輸出來驅(qū)動彩色液晶顯示面板110的X驅(qū)動電路270和Y驅(qū)動電路280。
在驅(qū)動電路200中，通過輸入端220輸入的圖像信號通過視頻解碼器230經(jīng)受了諸如色度處理的信號處理，并接著被轉(zhuǎn)換成m比特(m可以是8到12)的RGB數(shù)據(jù)，適于根據(jù)復(fù)合信號來驅(qū)動彩色液晶顯示面板110。將該RGB數(shù)據(jù)與水平同步信號H和垂直同步信號V一起提供給控制信號產(chǎn)生部件240。
控制信號產(chǎn)生部件240基于從視頻解碼器230提供的RGB數(shù)據(jù)來產(chǎn)生圖像信號數(shù)據(jù)，并將產(chǎn)生的圖像信號數(shù)據(jù)與水平同步信號H和垂直同步信號V一起提供給視頻編碼器260。此外，背光驅(qū)動控制部件250產(chǎn)生光量控制信號，用于個別地響應(yīng)于圖像信號的亮度來控制對背光單元140的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的驅(qū)動，并且向背光驅(qū)動控制部件250提供產(chǎn)生的光量控制信號。
向背光驅(qū)動控制部件250，提供由光量傳感器部件LS1到LS4通過連續(xù)檢測來自發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的光量所產(chǎn)生的光量檢測信號。
背光驅(qū)動控制部件250根據(jù)與從控制信號產(chǎn)生部件240提供的圖像信號的亮度對應(yīng)的光量控制信號來控制發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的光發(fā)射量，由此控制區(qū)域A11到A44的亮度。此外，背光驅(qū)動控制部件250基于由光量傳感器部件LS1到LS4檢測的光量檢測信號來控制要提供給發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的各個顏色的發(fā)光二極管21R、21G和21B的驅(qū)動電流的大小，從而控制各顏色的光量平衡。
背光驅(qū)動控制部件250例如具有如圖7所示的這種結(jié)構(gòu)。參考圖7，所示的背光驅(qū)動控制部件250包括用于驅(qū)動發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14的驅(qū)動框250A、用于驅(qū)動發(fā)光二極管單元LEDU21到LEDU24的驅(qū)動框250B、和用于驅(qū)動發(fā)光二極管單元LEDU31到LEDU34的驅(qū)動框250C。背光驅(qū)動控制部件250還包括用于驅(qū)動發(fā)光二極管單元LEDU41到LEDU44的驅(qū)動框250D、和用于基于由光量傳感器部件LS1到LS4檢測的光量檢測信號來控制驅(qū)動框250A到250D的操作的控制框250E。
背光驅(qū)動控制部件250為每個發(fā)光二極管單元驅(qū)動發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44，并且驅(qū)動框250A包括用于分別驅(qū)動發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14的驅(qū)動框250A1到250A4。
驅(qū)動框250A1例如具有如圖8所示的這種結(jié)構(gòu)，并且控制發(fā)光二極管單元LEDU11。
參考圖8，控制框250E包括光量平衡控制部件251，向光量平衡控制部件251提供來自光量傳感器部件LS1的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG和藍(lán)光傳感器SB的各顏色的顏色量檢測信號，光量傳感器部件LS1檢測來自發(fā)光二極管單元LEDU11的光量。控制框250E還包括光量控制部件252，向光量控制部件252提供來自綠光傳感器SG的綠色的光量檢測信號。發(fā)光二極管單元LEDU11的驅(qū)動框250A1包括與光量平衡控制部件251連接的恒定電流驅(qū)動器253R、253G和253B、與光量控制部件252連接的PWM驅(qū)動器254、和由PWM驅(qū)動器254控制的PWM開關(guān)電路255。
PWM開關(guān)電路255包括PWM開關(guān)255R、255G和255B，用于分別PWM驅(qū)動串行連接的各顏色的發(fā)光二極管21R、21G和21B，并組成對應(yīng)于區(qū)域A11提供的發(fā)光二極管單元LEDU11。
恒定電流驅(qū)動器253R、組成發(fā)光二極管單元LEDU11的紅色發(fā)光二極管21R、和PWM開關(guān)255R串行連接。同時，恒定電流驅(qū)動器253G、組成發(fā)光二極管單元LEDU11的綠色發(fā)光二極管21G、和PWM開關(guān)255G串行連接。此外，恒定電流驅(qū)動器253B、組成發(fā)光二極管單元LEDU11的藍(lán)色發(fā)光二極管21B和PWM開關(guān)255B串行連接。
光量平衡控制部件251產(chǎn)生光量平衡控制信號，例如用于基于來自光量傳感器部件LS1的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG和藍(lán)光傳感器SB的光量檢測信號使綠色光量與紅色和藍(lán)色光量彼此相符。接著，光量平衡控制部件251根據(jù)光量平衡信號來控制驅(qū)動框250A1的恒定電流驅(qū)動器253R、253G和253B，以控制要提供給組成發(fā)光二極管單元LEDU11的各顏色的發(fā)光二極管21R、21G和21B的驅(qū)動電流。發(fā)光二極管單元LEDU11的光量平衡由此受到控制。
同時，光量控制部件252基于來自綠色光傳感器SG的綠色的光量檢測信號來產(chǎn)生表示整個發(fā)光二極管單元LEDU11的光發(fā)射量的光量控制信號，并將產(chǎn)生的光量控制信號提供給驅(qū)動框250A1的PWM驅(qū)動器254。接著，PWM驅(qū)動器254接收由控制信號產(chǎn)生部件240產(chǎn)生的光量控制信號，并且基于來自光量控制部件252的光量控制信號和來自控制信號產(chǎn)生部件240的光量控制信號，產(chǎn)生占空率的PWM控制信號，用于確保區(qū)域A11中所需亮度，在區(qū)域A11中對應(yīng)于通過驅(qū)動透射型彩色液晶顯示面板110所顯示的圖像來提供發(fā)光二極管單元LEDU11。接著，PWM驅(qū)動器254根據(jù)產(chǎn)生的PWM控制信號來控制PWM開關(guān)電路255的PWM開關(guān)255R、255G和255B。發(fā)光二極管單元LEDU11的光量被PWM控制，使得可對應(yīng)于通過驅(qū)動彩色液晶顯示面板110所顯示的圖像來確保區(qū)域A11中所需亮度。
同時類似于驅(qū)動框250A1，基于來自光量傳感器部件LS1的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG、藍(lán)光傳感器SB的各顏色的光量檢測信號，由控制框250E的光量平衡控制部件251和光量控制部件252來控制驅(qū)動框250A2到250A4，驅(qū)動框250A2到250A4驅(qū)動驅(qū)動框250A的發(fā)光二極管單元LEDU12到LEDU14。結(jié)果，基于來自綠光傳感器SG的綠光的光量檢測信號，由光量平衡控制部件251來控制發(fā)光二極管單元LEDU12到LEDU14的光量平衡，并且由光量控制部件252來PWM控制發(fā)光二極管單元LEDU12到LEDU14的光量。
這里，當(dāng)控制框250E基于來自光量傳感器部件LS1的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG和藍(lán)光傳感器SB的各顏色的光量檢測信號，來驅(qū)動驅(qū)動框250A的操作時，控制框250E將控制脈沖從光量控制部件252提供給驅(qū)動框250A1到250A4的PWM驅(qū)動器254，其驅(qū)動驅(qū)動框250A的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14，使得發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14可如此有選擇地且可替換地被驅(qū)動以至于在一個對視覺沒有影響的時間段，例如大約為1/1000秒，只有一個發(fā)光二極管單元被設(shè)置在發(fā)光狀態(tài)，而其它發(fā)光二極管單元被設(shè)置在無光狀態(tài)，以便為每個發(fā)光二極管單元執(zhí)行光量的檢測。注意到，可以任意確定將發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14之一設(shè)置為發(fā)光狀態(tài)的順序和定時。
此外與驅(qū)動框250A1類似，基于來自光量傳感器部件LS2到LS4的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG和藍(lán)光傳感器SB的各顏色的光量檢測信號，由控制框250E的光量平衡控制部件251和光量控制部件252來控制驅(qū)動框250A2到250A4，驅(qū)動框250A2到250A4驅(qū)動驅(qū)動框250A的發(fā)光二極管單元LEDU21到LEDU44。結(jié)果，由控制框250E的光量平衡控制部件251來控制發(fā)光二極管單元LEDU21到LEDU44的光量平衡，并且由光量控制部件252來PWM控制發(fā)光二極管單元LEDU21到LEDU44的光量。
這里，當(dāng)控制框250E基于來自光量傳感器部件LS1的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG和藍(lán)光傳感器SB的各顏色的光量檢測信號，來驅(qū)動驅(qū)動框250A的操作時，控制框250E將控制脈沖從光量控制部件252提供給驅(qū)動框250A1到250A4的PWM驅(qū)動器254，其驅(qū)動驅(qū)動框250A的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14，使得發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14可如此有選擇地且可替換地被驅(qū)動以至于在一個對視覺沒有影響的時間段，只有一個發(fā)光二極管單元被設(shè)置在發(fā)光狀態(tài)，而其它發(fā)光二極管單元被設(shè)置在無光狀態(tài)，以便為每個發(fā)光二極管單元執(zhí)行光量的檢測。然后，由光量平衡控制部件251來控制發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU14的光量平衡。
類似地，當(dāng)控制框250E基于來自光量傳感器部件LS2的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG和藍(lán)光傳感器SB的各顏色的光量檢測信號，來驅(qū)動驅(qū)動框250B的操作時，控制框250E將控制脈沖從光量控制部件252提供給驅(qū)動框的PWM驅(qū)動器，其驅(qū)動驅(qū)動框250B的發(fā)光二極管單元LEDU21到LEDU24，使得發(fā)光二極管單元LEDU21到LEDU24可如此有選擇地且可替換地被驅(qū)動以至于在一個對視覺沒有影響的時間段，只有一個發(fā)光二極管單元被設(shè)置在發(fā)光狀態(tài)，而其它發(fā)光二極管單元被設(shè)置在無光狀態(tài)，以便為每個發(fā)光二極管單元執(zhí)行光量的檢測。然后，由光量平衡控制部件251來控制發(fā)光二極管單元LEDU21到LEDU24的光量平衡。
此外，控制框250E還通過光量傳感器部件LS3的紅光傳感器SR、綠光傳感器SG、藍(lán)光傳感器SB來執(zhí)行類似檢測操作，以便借助控制光量平衡控制部件251來控制發(fā)光二極管單元LEDU31到LEDU44的光量平衡。
換句話說，根據(jù)本實施例的彩色圖像顯示設(shè)備100是透射型彩色液晶顯示設(shè)備，其包括彩色液晶顯示面板110和從背面照明彩色液晶顯示面板110的背光設(shè)備140，并且其中背光設(shè)備140包括作為光源部件的多個對應(yīng)于光學(xué)區(qū)域A11到A44所提供的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44，光學(xué)區(qū)域A11到A44混合來自各個顏色的發(fā)光二極管21R、21G和21B的不同顏色的光通量。接著，由以伸長的光學(xué)透明板的形式的光檢測光引入板來連續(xù)且個別地檢測來自發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的各顏色的光量，每個光檢測光引入板被如此布置以便分別橫過區(qū)域A11到A44并且具有對應(yīng)于區(qū)域A11到A44而提供的光拾取部分W11到W44。背光驅(qū)動控制部件250基于來自光量傳感器部件LS1到LS4的光量檢測信號來分別控制要提供給發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的各個顏色的發(fā)光二極管21R、21G和21B的驅(qū)動電流的大小。
由此，在本彩色圖像顯示設(shè)備100中，當(dāng)背光設(shè)備140要在區(qū)域A11到A44之一的單元中被驅(qū)動時，可防止區(qū)域A11到A44之間由光量平衡的位移所引起的顯示圖像顏色的不規(guī)則性表現(xiàn)。還注意到，在背光設(shè)備140中，由于從區(qū)域A11到A44引入并穿過放置成橫過區(qū)域A11到A44的光檢測光引入板LGP1到LGP4的光由光量傳感器部件LS1到LS4檢測，以便個別地控制區(qū)域A11到A44中各顏色光的光量平衡，所以背光設(shè)備140后面的整個區(qū)域可用于冷卻。
這里還注意到，盡管上述的彩色圖像顯示設(shè)備100中的光檢測光引入板LGP1到LGP4的光拾取部分W11到W44以凹狀形成，但只需要光拾取部分W具有豎直面，該豎直面被豎直地提供以便與光檢測光引入板LGP的縱向相交并且不滿足全反射的角度條件。此外從圖9B看出，不滿足全反射的角度條件的豎直面可相對于光檢測光引入板LGP1到LGP4的縱向以45度傾斜關(guān)系和以與光檢測光引入板LGP1到LGP4的縱向的相交關(guān)系來提供。
此外，盡管以一一對應(yīng)的關(guān)系為區(qū)域A11到A44提供彩色圖像顯示設(shè)備100中的光檢測光引入板LGP1到LGP4的光拾取部分W11到W44，但是還可能為每個區(qū)域提供多個光拾取部分W，以增強(qiáng)光拾取效率。
此外，盡管以一一對應(yīng)的關(guān)系為區(qū)域A11到A44提供彩色圖像顯示設(shè)備100中的光檢測光引入板LGP1到LGP4的光拾取部分W11到W44，使得為每個區(qū)域控制光量平衡，但是還可能為預(yù)定數(shù)量區(qū)域的每個提供一個光拾取部分W，使得為預(yù)定數(shù)量區(qū)域的每個控制光量平衡。
此外，盡管在區(qū)域A11到A44中個別地提供彩色圖像顯示設(shè)備100中的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44，區(qū)域A11到A44是通過借助隔斷墻121來隔斷背光設(shè)備140的外殼部件120的內(nèi)側(cè)所形成的，但是，還可能如圖11所看到的那樣在沒有隔斷墻121的情況下設(shè)置發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44。
此外，盡管彩色圖像顯示設(shè)備100中的發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44的各顏色光量由光量傳感器部件LS1到LS4檢測，光量傳感器部件LS1到LS4分別設(shè)置在光檢測光引入板LGP1到LGP4的縱向上一端的端面上，但是還可能如圖12所看到的那樣在光檢測光引入板LGP1到LGP4的縱向上的相反端處提供光量傳感器部件LS1a和LS1b到LS4a和LS4b，使得分別基于來自光量傳感器部件LS1a和LS1b到LS4a和LS4b的光量檢測信號，區(qū)域A11到A44中各顏色光量被連續(xù)檢測，并且區(qū)域A11到A44中各顏色的光的光量平衡被個別地控制。
由于通過光檢測光引入板LGP1到LGP4的光拾取部分W11到W44拾取的各顏色的光通量被混合，同時它們被引入經(jīng)過光檢測光引入板LGP1到LGP4，所以背光驅(qū)動控制部件250控制光量傳感器部件LS1a到LS4a和LS1b到LS4b的光量傳感器，使得每個光量傳感器檢測從那些發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44發(fā)射的不同顏色的多個光通量，這些發(fā)光二極管單元對應(yīng)于通過在縱向上將關(guān)聯(lián)的光檢測光引入板LGP1到LGP4相等地分割成兩個部分而獲得的那些分割部分，這兩個部分設(shè)置在光量傳感器的遠(yuǎn)端，并接著每個光量傳感器基于光量傳感器部件LS1a到LS4a和LS1b到LS4b的檢測輸出來控制要從發(fā)光二極管單元LEDU11到LEDU44發(fā)射的光通量的光量平衡。
特別地，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP1的右端面上的光量傳感器部件LS1a的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU11和LEDU12的光量平衡。同時，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP1的左端面上的光量傳感器部件LS1b的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU13和LEDU14的光量平衡。
同時，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP2的右端面上的光量傳感器部件LS2a的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU21和LEDU22的光量平衡。同時，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP2的左端面上的光量傳感器部件LS2b的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU23和LEDU24的光量平衡。
此外，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP3的右端面上的光量傳感器部件LS3a的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU31和LEDU32的光量平衡。同時，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP3的左端面上的光量傳感器部件LS3b的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU33和LEDU34的光量平衡。
此外，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP4的右端面上的光量傳感器部件LS4a的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU41和LEDU42的光量平衡。同時，基于設(shè)置在光檢測光引入板LGP4的左端面上的光量傳感器部件LS4b的檢測輸出來控制發(fā)光二極管單元LEDU43和LEDU44的光量平衡。
注意到，由于通過光拾取部分W拾取的各顏色的光通量當(dāng)它們在穿過以伸長板形式的光檢測光引入板LGP時衰減，因此為了以高的靈敏度來檢測光量并且控制光量平衡，優(yōu)選地是如圖13所看到的在光檢測光引入板LGP的相反端部分提供光量傳感器部件LSa和LSb，使得從發(fā)光二極管單元LEDUa1到LEDUa4發(fā)射的光由光量傳感器部件LSa來檢測，而從發(fā)光二極管單元LEDUb1到LEDUb4發(fā)射的光由光量傳感器部件LSb來檢測。
特別地，背光驅(qū)動控制部件250控制在縱向上在光檢測光引入板LGP的相反端部分提供的光量傳感器部件LSa和LSb的光量傳感器，使得每個光量傳感器檢測從那些發(fā)光二極管單元LEDUa1到LEDUa4和LEDUb1到LEDUb4發(fā)射的光通量，這些發(fā)光二極管單元對應(yīng)于通過在縱向上將光檢測光引入板LGP相等地分割成兩個部分而獲得的那些分割部分，這兩個部分設(shè)置在光量傳感器的近端，即是來自為任意數(shù)量的單色光源的每個分組的光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4的光通量，從而借助于光量傳感器部件LSa和LSb處各顏色的光量傳感器來連續(xù)地檢測從光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4發(fā)射的光通量，并接著基于光量傳感器部件的檢測輸出來控制從單色光源發(fā)射的光通量的光量平衡，個別地為光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4分組所述單色光源。由此，能以高靈敏度執(zhí)行光量和控制光量平衡。
此外，由于光量傳感器部件LSa和LSb對個別地從發(fā)光二極管單元LEDUa1到LEDUa4和LEDUb1到LEDUb4發(fā)射的光通量的檢測靈敏度，即是對從為任意數(shù)量的單色光源的每個所分組的光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4發(fā)射的光通量的檢測靈敏度，根據(jù)光量傳感器部件LSa和LSb到光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4的距離而變化，所以應(yīng)當(dāng)為各個光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4提供光拾取部分Wa1到Wa4和Wb1到Wb4，這些光拾取部分的光拾取效率隨著離光量傳感器部件LSa和LSb的距離的增加而增加。由此，可使檢測靈敏度固定以均勻地控制光量平衡。
通過改變光拾取部分的形狀，比如光拾取部分的尺寸，光拾取部分的深度(在光拾取部分具有凹狀的情況下)或者光拾取部分的高度(在光拾取部分具有凸?fàn)畹那闆r下)，光拾取部分的數(shù)量等等來改變光拾取部分Wa1到Wa4和Wb1到Wb4的光拾取效率。
例如可通過提供這樣的光拾取部分Wa1到Wa4和Wb1到Wb4來得到均勻的檢測靈敏度，該光拾取部分Wa1到Wa4和Wb1到Wb4的尺寸在圖14所示的光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4間變化，以使光拾取效率彼此不同。
這里，在圖15中說明了光強(qiáng)度的實際測量結(jié)果，其中光通過光拾取部分從N個光學(xué)區(qū)域拾取并通過光檢測光引入板引入到光量傳感器部件，使得由光量傳感器部件來檢測它。圖15說明了實際的測量結(jié)果F1，其中光拾取部分尺寸在不同的光學(xué)區(qū)域之間變化，以使光拾取效率彼此不同，和另一實際的測量結(jié)果F2，其中光拾取效率彼此相等。在圖15中，橫坐標(biāo)軸表示N個光學(xué)區(qū)域的每一個的數(shù)量，其中最接近光量傳感器部件的光學(xué)區(qū)域的數(shù)量被設(shè)置為“1”，并且縱坐標(biāo)軸表示由光量傳感器部件檢測的光強(qiáng)度。
并且，從圖16所看到的，通過在不同的光學(xué)區(qū)域Aa1到Aa4和Ab1到Ab4間改變光拾取部分的數(shù)量來使光拾取部分Wa1到Wa4和Wb1到Wb4的光拾取效率彼此不同，可使檢測靈敏度均勻。
盡管已經(jīng)利用特定的術(shù)語描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是該描述只用于示例目的，并且應(yīng)當(dāng)理解，可在不偏離隨后權(quán)利要求的精神或范圍的情況下進(jìn)行改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于從背面照明彩色顯示面板的背光設(shè)備，包括光源部件，該光源部件包括復(fù)合光源，該復(fù)合光源被配置成混合來自多個單色光源的不同顏色的光通量并將混合的光照射到所述彩色顯示面板上，并且光源部件具有為任意數(shù)量的所述單色光源的每一個分組的多個光學(xué)區(qū)域；光檢測光引入板，以伸長的光學(xué)透明板的形式被布置以便橫過所述光源部件的光學(xué)區(qū)域，并且具有對應(yīng)于每個光學(xué)區(qū)域在其上提供的至少一個光拾取部分；在縱向上在所述光檢測光引入板的相對端面的至少一個處提供的用于各個顏色的多個光量傳感器；和控制裝置，用于利用各個顏色的所述彩色光傳感器在各個光學(xué)區(qū)域中連續(xù)檢測光，并且基于各顏色的所述光量傳感器的檢測輸出來控制從為各個光學(xué)區(qū)域分組的單色光源發(fā)射的彩色光的光量平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中所述光拾取部分具有豎直提供的豎直面，以便與所述光檢測光引入板的縱向相交并且以便不滿足全反射的角度條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的背光設(shè)備，其中所述光拾取部分以凹狀形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的背光設(shè)備，其中所述光拾取部分以凸?fàn)钚纬伞?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中為預(yù)定數(shù)量的光學(xué)區(qū)域的每個提供一個所述光拾取部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中為每個光學(xué)區(qū)域提供所述光拾取部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中為光學(xué)區(qū)域之一提供多個所述光拾取部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，還包括配置成將光學(xué)區(qū)域彼此分離的多個橫斷墻，提供所述光檢測光引入板以便延伸通過所述橫斷墻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，還包括在光量傳感器部件中提供的各顏色的多個光量傳感器，在縱向上在所述光檢測光引入板的相對端面處提供所述光量傳感器部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中所述控制裝置控制在光量傳感器部件中提供的光量傳感器，在縱向上在所述光檢測光引入板的相對端面處提供所述光量傳感器部件，使得每個光量傳感器檢測從那些分組的單色光源發(fā)射的有多個顏色的光，所述單色光源對應(yīng)于通過在縱向上將所述光檢測光引入板相等地分割成兩個部分而獲得的那些分割部分，所述兩個部分位于光量傳感器的遠(yuǎn)端，由此借助各顏色的光量傳感器來連續(xù)地檢測從光學(xué)區(qū)域發(fā)射的光，并接著基于各顏色的光量傳感器部件的檢測輸出來控制要從為光學(xué)區(qū)域個別地分組的單色光源發(fā)射的彩色光的光量平衡。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中所述控制裝置控制在縱向上在所述光檢測光引入板的相對端面處提供的光量傳感器，使得每個光量傳感器檢測從那些分組的單色光源發(fā)射的有多個顏色的光，所述單色光源對應(yīng)于通過在縱向上將所述光檢測光引入板相等地分割成兩個部分而獲得的那些分割部分，所述兩個部分位于光量傳感器的近端，由此借助各顏色的光量傳感器來連續(xù)地檢測從光學(xué)區(qū)域發(fā)射的光，并接著基于各顏色的光量傳感器部件的檢測輸出來控制要從為光學(xué)區(qū)域個別地分組的單色光源發(fā)射的彩色光的光量平衡。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中在所述光檢測光引入板的光學(xué)區(qū)域中提供的光拾取部分如此形成，使得光拾取效率隨著與所述各顏色的每個光量傳感器的距離增加而增加。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中在光學(xué)區(qū)域中提供的光拾取部分具有不同的形狀來使得在光學(xué)區(qū)域之間的光拾取效率彼此不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的背光設(shè)備，其中在光學(xué)區(qū)域中如此提供光拾取部分，使得包括在光學(xué)區(qū)域中的光拾取部分的數(shù)量彼此不同。
15.一種彩色圖像顯示設(shè)備，包括彩色顯示面板；和背光設(shè)備，該背光設(shè)備被配置成從背面照明所述彩色顯示面板；所述背光設(shè)備包括光源部件，該光源部件包括復(fù)合光源，該復(fù)合光源被配置成混合來自多個單色光源的不同顏色的光通量并將混合的光照射到所述彩色顯示面板上，并且光源部件具有為任意數(shù)量的所述單色光源的每一個分組的多個光學(xué)區(qū)域；光檢測光引入板，以伸長的光學(xué)透明板的形式被布置以便橫過所述光源部件的光學(xué)區(qū)域，并且具有對應(yīng)于每個光學(xué)區(qū)域在其上提供的至少一個光拾取部分；在縱向上在所述光檢測光引入板的相對端面的至少一個處提供的用于各個顏色的多個光量傳感器；和控制裝置，用于利用各個顏色的所述彩色光傳感器在各個光學(xué)區(qū)域中連續(xù)檢測光，并且基于各顏色的所述光量傳感器的檢測輸出來控制從為各個光學(xué)區(qū)域分組的單色光源發(fā)射的彩色光的光量平衡。
全文摘要
這里公開了一種用于從背面照明彩色顯示面板的背光設(shè)備，包括光源部件，該光源部件具有復(fù)合光源；光檢測光引入板；用于各個顏色的多個光量傳感器；和控制裝置。
文檔編號G09F9/35GK101082716SQ20071010819
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者古川德昌, 星光成, 勝義浩, 岡部充 申請人:索尼株式會社