CN101681582A - 图像显示设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种具有部分点亮可操作发光单元的图像显示设备，用于使得可以通过减少不均匀亮度或不均匀色度来改进图像质量。来自以部分点亮可操作发光单元(4)为单位点亮的发光单元(10)的照明光(Lout)用于根据视频信号在液晶显示面板(2)上显示图像。通过发光单元(10)中的多个照明光传感器(13)接收来自以部分点亮可操作发光单元(4)为单位点亮的发光单元(10)的照明光(Lout)，并且基于接收的光数据(D1)，控制每个部分点亮可操作发光单元(4)的发光量。此外，对于不少于两个照明光传感器(13)安排照明光传感器(13)的布置，以便接收来自一个部分点亮可操作发光单元(4)的光(Lout)。根据本发明，可以改进通过照明光传感器(13)接收的光数据(D1)的值的可靠性。利用本发明，即使在各照明光传感器(13)之间接收特性不均匀，如果有任何不均匀发光特性，也可以减少各部分点亮可操作发光单元(4)之间的不均匀发光特性。

Description

图像显示设备
技术领域
本发明涉及使用光源设备的图像显示设备，该光源设备包括每个被分开控制的多个局部发光区域。
背景技术
近来，以液晶电视和等离子显示面板(PDP)为典型，存在显示器已经变得更薄的趋势。在各种显示器中，大多数用于移动使用的显示器由液晶系统制成，并且要求具有忠实的颜色再现性。作为液晶面板的背光，尽管使用荧光管的CCFL(冷阴极荧光灯)型是主流，但是为了环境要求不使用水银的技术，并且发光二极管(LED)等被认为是替代CCFL的有前途的光源。
例如，在专利文献1和专利文献2中提出了使用这种LED的背光设备。在专利文献1中公开的LED背光设备中，将光源划分为多个局部发光部分，并且该局部发光部分作为单位独立执行发光操作。另一方面，在专利文献2中公开的LED背光设备中，利用光接收元件检测来自光源的照明光，并且基于该检测值控制光源的发光量。
专利文献1：日本未审专利申请公开No.2001-142409
专利文献2：日本未审专利申请公开No.2005-302737
发明内容
这里，在如专利文献1所示的其中局部发光部分可以作为单位执行发光操作的LED背光设备中，因为在每个局部发光部分中发光强度和发光时间是变化的，所以在每个局部发光部分中发光特性中的温度改变程度也是变化的。因此，在该情形维持原样的情况下，随着时间在各局部发光部分中产生发光特性(发光量)的变化，并且在显示图像中出现亮度不均匀、色度不均匀等。
因此，在其中局部发光部分可以作为单位执行发光操作的这种LED背光设备中，认为还对应于每个局部发光部分提供如专利文献2中所示的多个光接收元件，并且基于利用这些光接收元件检测的照明光的检测值控制每个局部发光部分的发光量。利用这种配置，即使在各局部发光部分中发光特性的温度改变程度变化的情况下，也认为可以通过控制每个局部发光部分的发光量来抑制各局部发光部分中的发光特性的变化。
然而，在光接收元件中，认为光接收特性也依赖于周围环境和老化而改变，并且在每个光接收元件中产生光接收特性的变化。此外，还认为由于外部因素(如杂质粘附到光接收元件中的光接收部分)，某个光接收元件没有指示希望的光接收特性。在这种状况的情况下，即使在每个局部发光部分的发光量(亮度)处于正常(最优)状态时，因为通过光接收元件的检测值不是适当值的结果，所以每个局部发光部分的发光量从最优状态偏移。
以此方式，在其中通过使用多个局部发光部分执行局部发光操作的现有技术的光源设备中，难以减少各局部发光部分中的发光特性的变化，并且仍存在改进空间。因此，在使用这种光源设备(光源)的图像显示设备中，同样难以通过减少显示图像中的亮度不均匀、色度不均匀等来改进显示质量，并且仍存在改进空间。
有鉴于上述，在包括执行局部发光操作的光源的图像显示设备中，本发明的目的是提供这样的图像显示设备，其能够通过减少显示图像中的亮度不均匀、色度不均匀等来改进显示质量。
本发明的图像显示设备包括：用于发光的照明部件；以及用于通过使用从照明部件发射的光显示图像的显示部件，所述照明部件包括：光源，包括其每个被分开控制的多个局部发光部分；驱动部件，用于驱动光源以允许每个所述局部发光部分被分开点亮；多个光接收元件，接收来自光源的光，在所述光源中每个所述局部发光部分被分开点亮；以及控制部件，用于基于利用所述光接收元件接收的光量控制所述驱动部件，并且控制每个所述局部发光部分的发光量。安排所述光接收元件使得利用两个或更多光接收元件接收来自一个局部发光部分的光。
在本发明的图像显示设备中，通过使用来自其中每个局部发光部分作为单位执行发光的光源的光，在显示部件中执行图像显示。利用多个光接收元件接收来自其中局部发光部分作为单位执行发光的光源的光。基于利用这些光接收元件接收的光的光量，控制每个局部发光部分的发光量。这里，通过光接收元件的安排，利用两个或更多光接收元件接收来自一个局部发光部分的光。因此，改进了来自光接收元件的光接收量的值的可靠性。因此，即使在由于随着时间的劣化、外部因素等而导致在各光接收元件中光接收特性变化的情况下，也可以抑制光接收特性的这种变化，并且还可以在各局部发光部分中减少发光特性的变化。
在本发明的图像显示设备中，所述控制部件可以控制光接收量比率以维持初始状态值，所述光接收量比率被定义为在两个或更多光接收元件中的各光接收量值的比率，每个光接收量值对应于来自一个局部发光部分的光。利用这种配置，控制并维持来自每个光接收元件的光接收量的比率，而不是来自每个光接收元件的光接收量值自身。因此，即使在来自每个光接收元件的光接收量的值随着时间的劣化等而改变的情况下，在每个光接收元件中也抑制光接收特性的变化，并且还在各局部发光部分中减少发光特性的变化。
在本发明的图像显示设备中，可以安排每个光接收元件，使得其中分配给一个局部发光部分的两个或更多光接收元件负责光接收的区域相互部分重叠，并且使得可利用两个或更多光接收元件接收在相互部分重叠的区域中的来自一个局部发光部分的光。此外，可以安排每个光接收元件，使得其中分配给一个局部发光部分的两个或更多光接收元件负责光接收的区域相互一致，并且使得可以利用两个或更多光接收元件接收在相互一致的区域中的来自一个局部发光部分的光。表述“光接收元件的光接收区域”意味着这样的区域，其中从光接收元件获得的光接收量的值指示等于或大于某个阈值的值。
根据本发明的图像显示设备，利用两个或更多光接收元件接收来自一个局部发光部分的光。因此，可以改进来自光接收元件的光接收量的值的可靠性。因此，即使在由于随着时间的劣化、外部因素等而导致在各光接收元件中光接收特性变化的情况下，也可以抑制光接收特性的这种变化，并且还可以在各局部发光部分中减少发光特性的变化。因此，在包括执行局部发光操作的光源的图像显示设备中，可以通过减少显示图像中的亮度不均匀、色度不均匀等来改进显示质量。
附图说明
图1是图示根据本发明实施例的图像显示设备(液晶显示设备)的整体配置的分解透视图。
图2是图示图1所示的背光设备的光源中的单位(局部发光部分)的配置示例的示意平面图。
图3是图示图2的光源中的局部发光部分和照明光传感器的安排示例、以及每个照明光传感器中的检测区域的示意平面图。
图4是图1所示的液晶显示设备的整体配置的方块图。
图5是详细图示图4所示的光源的驱动和控制部分的配置的方块图。
图6是用于说明光源的驱动脉冲信号的时序波形图。
图7是用于说明驱动图1所示的液晶显示面板和背光设备的方法的示例的时序波形图。
图8是指示根据本发明实施例的用于光接收数据的校正处理的示例的流程图。
图9是图示根据本发明的修改的光源中的局部发光部分和照明光传感器的安排、以及每个照明光传感器中的检测区域的示意平面图。
图10是图示根据本发明的另一修改的光源中的局部发光部分和照明光传感器的安排、以及每个照明光传感器中的检测区域的示意平面图。
图11是图示根据本发明的另一修改的光源中的局部发光部分和照明光传感器的安排、以及每个照明光传感器中的检测区域的示意平面图。
图12是图示根据本发明的另一修改的光源中的局部发光部分和照明光传感器的安排、以及每个照明光传感器中的检测区域的示意平面图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是示意性图示根据本发明实施例的图像显示设备(液晶显示设备3)的整体配置的分解透视图。液晶显示设备3是所谓的透射液晶显示设备，其发射透射光作为显示光Dout，并且包括背光设备1和透射液晶显示面板2。
液晶显示面板2包括：透射液晶层20；将液晶层20夹在其间的一对基底，即，作为安排在背光设备1侧的基底的TFT(薄膜晶体管)基底211和作为面对TFT基底211的基底的面对电极基底221；以及极化板210和220，其分别堆叠在TFT基底211的与液晶层20的相对侧和面对电极基底221的与液晶层20的相对侧。
TFT基底211包括以矩阵形式安排的像素，并且在每个像素中形成包括如TFT的驱动元件的像素电极212。
背光设备1采用加色混合方法，其中通过混合多种颜色光(在该情况下，红光、绿光和蓝光)获得作为特定颜色光(在该情况下，白光)的照明光Lout，并且背光设备1包括光源(稍后将描述的光源10)，其包括多个红色LED 1R、多个绿色LED 1G和多个蓝色LED 1B。
图2A、2B和3每个是图示背光设备1中的每种颜色的LED的安排示例的平面图(X-Y平面图)。
如图2A所示，在背光设备1中，发光部分中的每个单位单元(unit cell)4A和4B由两组红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B形成，并且利用这两个单位单元4A和4B形成发光部分中的作为单位的局部发光部分4。此外，在单位单元4A和4B的每个中并且在单位单元4A和4B之间，每种颜色的LED相互串联连接。具体地，如图2B所示，每种颜色的LED的阳极连接到相同颜色的另一LED的阴极。
例如，如图3所示，在光源10中以矩阵形式安排具有这种配置的每个局部发光部分4，并且如稍后将描述的可以相互独立地控制每个局部发光部分4。在光源10上，沿着X轴和Y轴在每两个局部发光部分4的角落处安排照明光传感器13。可替代地，沿着X轴和Y轴每隔一个局部发光部分4存在这种安排模式。照明光传感器13接收来自光源10的照明光Lout，从而获得光接收信号，在光源10中局部发光部分4作为单位执行发光。安排每个照明光传感器13，使得利用两个或更多照明光传感器13接收来自一个局部发光部分4的照明光Lout(在图3的示例中，利用两个照明光传感器接收照明光Lout)。具体地，在图3中示出的光源10中，每个照明光传感器13的光接收区域是2×2的光接收区域(其中照明光传感器13处于中心，每个照明光传感器13的光接收区域包括沿着X轴分别在照明光传感器13的右侧和左侧的区域、以及沿着Y轴分别在照明光传感器13的上侧和下侧的区域，每个区域对应于一个局部发光部分4)，使得照明光传感器13的光接收区域相互部分地重叠。因此，在相互部分重叠的光接收区域中，利用两个照明光传感器13接收来自一个局部发光部分4的照明光Lout。更具体地，例如，在图中，分别在照明光传感器13A到13C的光接收区域17A到17C中，因为光接收区域17A和17B相互部分地重叠，所以在重叠区域中，利用两个照明光传感器13A和13B接收来自局部发光部分41的照明光Lout。因为光接收区域17B和17C相互部分地重叠，所以在重叠区域中，利用两个照明光传感器13B和13C接收来自局部发光部分42的照明光Lout。
接着，参照图4，将详细描述液晶显示面板2和光源10中的驱动部分和控制部分的配置。图4图示液晶显示设备3的块配置。为了方便，假设在图4(和稍后描述的图5)的光源10的附近只安排一个照明光传感器13。
如图4所示，用于驱动液晶显示面板2以便显示图像的驱动电路包括X驱动器(数据驱动器)51、Y驱动器(栅极驱动器)52、定时控制部分(定时发生器)61、RGB处理部分60(信号发生器)以及图像存储器62，X驱动器51基于图像信号提供驱动电压给液晶显示面板2中的每个像素电极212，Y驱动器52沿着图中未示出的扫描线，线序驱动液晶显示面板2中的每个像素电极212，定时控制部分61控制X驱动器51和Y驱动器52，RGB处理部分60通过处理来自外部的图像信号生成RGB信号，并且图像存储器62作为存储来自RGB处理部分60的RGB信号的帧存储器。
另一方面，用于驱动和控制背光设备1中的光源10的发光操作的部分包括背光驱动部分11、背光控制部分12、上述照明光传感器13、I/V转换部分14、A/D转换部分15和存储部分16。
I/V转换部分14对在照明光传感器13中获得的光接收信号执行I/V(电流/电压)转换，从而输出作为模拟电压信号的光接收数据。
A/D转换部分15以预定定时采样从I/V转换部分14输出的光接收数据，并且对光接收数据执行A/D(模拟/数字)转换，从而将作为数字电压信号的光接收数据D1输出到背光控制部分12。
如稍后将详细描述的，存储部分16是存储光接收量比率的初始值的存储器，该光接收量比率是基于来自一个局部发光部分4的光、在来自两个或更多照明光传感器的光接收数据D1(光接收量)之间的比率。具体地，例如，将通过使用图3所示的光源进行描述。存储部分16存储用于所有局部发光部分4的光接收量比率的初始值，如：光接收量比率的初始值(＝D1(A10)/D1(B10))，其是来自两个照明光传感器13A和13B的光接收数据D1之间的比率，该两个照明光传感器13A和13B接收来自局部发光部分41的照明光Lout；以及光接收量比率的初始值(＝D1(B20)/D1(C20))，其是来自两个照明光传感器13B和13C的光接收数据D1之间的比率，该两个照明光传感器13B和13C接收来自局部发光部分42的照明光Lout。
背光控制部分12基于从A/D转换部分15提供的光接收数据D1、存储部分16中存储的光接收量比率的初始值和从定时控制部分61提供的控制信号D0，产生并输出稍后将描述的控制信号D3(稍后将描述的控制信号D3R、D3G和D3B)和图中未示出的控制信号D4(稍后将描述的控制信号D4R、D4G和D4B)，从而控制背光驱动部分11的驱动操作。稍后将描述背光控制部分12的详细配置(图5)。
基于从背光控制部分12提供的控制信号D3和D4以及从定时控制部分61提供的控制信号D0，背光驱动部分11驱动光源10，使得局部发光部分4作为单位执行发光操作。稍后将描述背光驱动部分11的详细配置(图5)。
接着，参照图5，将描述上述背光驱动部分11和上述背光控制部分12的详细配置。图5是图示背光驱动部分11和背光控制部分12的详细配置、以及光源10、照明光传感器13、I/V转换部分14、A/D转换部分15和存储部分16的配置的方块图。光接收数据D1由红色光接收数据D1R、绿色光接收数据D1G和蓝色光接收数据D1B配置。控制信号D3由用于红色的控制信号D3R、用于绿色的控制信号D3G和用于蓝色的控制信号D3B配置。控制信号D4由用于红色的控制信号D4R、用于绿色的控制信号D4G和用于蓝色的控制信号D4B配置。控制信号D5由用于红色的控制信号D5R、用于绿色的控制信号D5G和用于蓝色的控制信号D5B配置。这里，为了方便，假设光源10中的红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的全部相互串联连接。
背光驱动部分11包括电源部分110、恒电流驱动器111R、111G和111B、切换元件112R、112G和112B和PWM驱动器113，基于从背光控制部分12提供的控制信号D3(用于红色的控制信号D3R、用于绿色的控制信号D3G和用于蓝色的控制信号D3B)，在具有从电源部分110提供的电压的光源10中，恒电流驱动器111R、111G和111B分别提供电流IR、IG和IB给红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的阳极，切换元件112R、112G和112B分别连接在红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的阴极和这些LED的接地之间，PWM驱动器113基于从背光控制部分12提供的控制信号D4(用于红色的控制信号D4R、用于绿色的控制信号D4G和用于蓝色的控制信号D4B)和从定时控制部分61提供的控制信号D0，产生控制信号D5(脉冲信号：用于红色的控制信号D5R、用于绿色的控制信号D5G和用于蓝色的控制信号D5B)并将其输出到切换元件112R、112G和112B，并且以PWM模式控制切换元件112R、112G和112B。
背光控制部分12包括光量平衡控制部分121和光量控制部分122。基于从A/D转换部分15提供的光接收数据D1、存储部分16中存储的光接收量比率的初始值和从定时控制部分提供的控制信号D0，光量平衡控制部分121分别产生控制信号D3(用于红色的控制信号D3R、用于绿色的控制信号D3G和用于蓝色的控制信号D3B)并将其输出到恒电流驱动器111R、111G和111B，从而控制并改变照明光Lout的光量，而来自光源10的照明光Lout的颜色平衡(白光的白平衡)维持恒定。基于从A/D转换部分15提供的光接收数据D1、存储部分16中存储的光接收量比率的初始值和从定时控制部分61提供的控制信号D0，光量控制部分122分别产生控制信号D4(用于红色的控制信号D4R、用于绿色的控制信号D4G和用于蓝色的控制信号D4B)并将其输出到PWM驱动器113，从而控制并改变来自光源10的照明光Lout的光量。
这里，背光设备1对应于本发明的“照明部件”的具体示例。液晶显示面板2对应于本发明的“显示部件”和“液晶面板”的具体示例。背光驱动部分11对应于本发明的“驱动部件”的具体示例。背光控制部分12对应于本发明的“控制部件”的具体示例。照明光传感器13对应于本发明的“光接收元件”的具体示例。
接着，将详细描述具有这种配置的本实施例的液晶显示设备3的操作。
参照图1、2A到2B、3、4、5、6和7，将描述本实施例的液晶显示设备3的基本操作。这里，图6是图示背光设备1中的光源10的发光操作的时序波形图。分别地，(A)图示流过红色LED 1R的电流IR，(B)图示流过绿色LED 1G的电流IG，并且(C)图示流过蓝色LED 1B的电流IB。图7是粗略图示整个液晶显示设备3的操作的时序波形图。分别地，(A)图示从X驱动器51施加到液晶显示面板2中的某个像素电极212的电压(施加到像素的电压和驱动电压)，(B)图示液晶分子的响应(像素电极212中的实际电势的状况)，以及(C)图示从Y驱动器52施加到液晶显示面板2中的TFT元件的栅极的电压(像素栅极脉冲)。
在背光设备1中，当在背光驱动部分11中切换元件112R、112G和112B分别变为导通状态时，电流IR、IG和IB从恒电流驱动器111R、111G和111B分别流到光源10中的红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B。从而，出现红色发光、绿色发光和蓝色发光，并且发出作为这些光的混合光的照明光Lout。
此时，控制信号D0从定时控制部分61提供到背光驱动部分11，并且基于该控制信号D0，将控制信号D5(用于红色的控制信号D5R、用于绿色的控制信号D5G和用于蓝色的控制信号D5B)从背光驱动部分11中的PWM驱动器113分别提供到切换元件112R、112G和112B。从而，切换元件112R、112G和112B在响应于该控制信号D0的定时变为导通状态，并且红色LED1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的发光时段与切换元件112R、112G和112B的操作同步。换句话说，通过使用控制信号D5作为脉冲信号的时分驱动，以PWM模式驱动红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B(执行驱动使得红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的每个的发光时段变为可变)。
此时，照明光传感器13接收来自光源10的照明光Lout。具体地，利用图中未示出的照明光传感器13中的光电二极管，提取来自光源10的照明光Lout，并且根据照明光Lout的光量产生电流。从而，将电流值的光接收数据提供给I/V转换部分14。利用I/V转换部分14将电流值的光接收数据转换为模拟电压值的光接收数据。然后，在A/D转换部分15中以预定定时采样该模拟电压值的光接收数据，并且将其转换为数字电压值的光接收数据D1。
这里，在背光控制部分12中，基于从A/D转换部分15提供的光接收数据D1、和在存储部分16中存储的光接收量比率的初始值(稍后将详细描述)，将控制信号D3R、D3G和D3B从光量平衡控制部分121分别提供到恒电流驱动器111R、111G和111B。从而，调整分别作为电流IR、IG和IB的幅度的ΔIR、ΔIG和ΔIB，即，分别调整LED 1R、1G和1B的发光亮度(发光强度)，使得照明光Lout的亮度和色度(颜色平衡)维持恒定(每个局部发光部分4的发光量维持恒定)(参照图6A到6C)。在光量控制部分122中，基于从A/D转换部分15提供的光接收数据D1、和在存储部分16中存储的光接收量比率的初始值(稍后将详细描述)，产生控制信号D4(用于红色的控制信号D4R、用于绿色的控制信号D4G和用于蓝色的控制信号D4B)，并将其提供到PWM驱动器113。从而，调整了当切换元件112R、112G和112B变为导通状态时的时段，即，调整了每种颜色的LED 1R、1G和1B的发光时段ΔT(参照图6A到6C)。以此方式，基于来自光源10的照明光Lout，控制了分别作为电流IR、IG和IB的幅度的ΔIR、ΔIG和ΔIB(LED 1R、1G和1B的发光强度)和/或LED 1R、1G和1B的发光时段。从而，控制作为单位的局部发光部分4，使得照明光Lout的光量维持恒定。
另一方面，在本实施例的整个液晶显示设备3中，通过基于图像信号从X驱动器51和Y驱动器52输出到像素电极212的驱动电压(施加到像素的电压)，在液晶层20中调制来自背光设备1中的光源10的照明光Lout，并且将照明光Lout作为显示光Dout从液晶显示面板2输出。以此方式，背光设备1用作液晶显示设备3的背光(用于液晶的照明设备)，从而利用显示光Dout显示图像。
具体地，例如如图7C所示，像素栅极脉冲从Y驱动器52施加到液晶显示面板2中的一条水平线的TFT元件的栅极。如图7A所示，基于图像信号施加到像素的电压从X驱动器51施加到该水平线的像素电极212。此时，如图7B所示，像素电极212的实际电势对施加到像素的电压的响应(液晶的响应)被延迟(施加到像素的电压在定时t11上升，而实际电势在定时t12上升)。因此，在背光设备1中，在定时t12和定时t13之间的时段(这是当实际电势等于施加到像素的电压的时间)出现发光。从而，在液晶显示设备3中执行基于图像信号的图像显示。在图7A到7D中，定时t11和定时t13之间的时段对应于一个水平时段(一个帧时段)。在此后的定时t13和定时t15之间的一个水平时段期间，，除了为防止液晶的图像残留等、施加到像素的电压与公共电势Vcom反相外，操作也变得类似于定时t11和定时t13之间的一个水平时段的操作。
在液晶显示设备3中，通过使用从RGB处理部分60提供的信号(基于图像信号的信号)，将控制信号D0从定时控制部分61提供到背光驱动部分11中的PWM驱动器113。因此，在光源10中，例如在液晶显示面板2的图像显示区域中，只有在以下区域中安排的局部发光部分4可以执行发光操作，该区域对应于具有等于或高于预定亮度的亮度的图像显示区域。
接着，除了图1、2A到2B、3、4、5、6和7外参照图8，将详细描述作为本发明的特征的控制操作。图8是图示实施例的背光设备1中的光源10的控制操作(利用背光控制部分12的用于光接收数据D1的校正处理)的示例的流程图。例如，假设在每个帧时段中，执行稍后将描述的利用照明光传感器13的照明光Lout的光接收操作、和利用背光控制部分12的用于光接收数据D1的校正处理。
在校正处理中，首先，开始红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B中每种颜色的LED的发光(图8中的步骤S101)。也就是说，在背光设备1的一个校正处理中，(基于来自每种颜色的LED的一种颜色的照明光Lout，对一种颜色的光接收数据D1)顺序地对每种颜色的LED执行校正处理，从而可以对每种颜色的LED控制每个局部发光部分4的发光量。
接着，在光源10中，在作为单位的局部发光单元4中，利用红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B中的一种颜色的LED顺序地开始发光操作(步骤S102)。当点亮某个局部发光部分(例如，图3所示的局部发光部分41)时(步骤S103)，利用两个或更多照明光传感器13接收来自该局部发光部分的照明光Lout(步骤S104)。具体地，例如，利用两个照明光传感器13A和13B接收来自图3所示的局部发光部分41的照明光Lout，从而分别来自照明光传感器13A和13B的光接收数据D1(A1)和D1(B1)提供到背光控制部分12。
接着，背光控制部分12(具体地，光量平衡控制部分121和光量控制部分122)不定期(occasionally)检查光接收量比率是否等于存储部分16中存储的初始状态下的光接收量比率的值，该光接收量比率是来自两个或更多照明光传感器13的光接收数据D1(光接收量)之间的比率。从而，控制两个或更多照明光传感器13之间的光接收量比率，以维持初始状态的值(步骤S105到S108)。具体地，首先，背光控制部分12读出存储部分16中存储的初始状态下的光接收量比率的值，并且基于从两个或更多照明光传感器13提供的光接收数据D1计算当前光接收量比率(步骤S105)。背光控制部分12确定计算的当前光接收量比率是否与读取的初始状态下的光接收量比率的值一致(步骤S106)。更具体地，例如，分别基于来自图3所示的照明光传感器13A和13B的光接收数据D1(A1)和D1(B1)，背光控制部分12对来自局部发光部分41的照明光Lout计算当前光接收量比率(＝D1(A1)/D1(B1))，并且确定该当前光接收量比率是否与初始状态下的光接收量比率(＝D1(A10)/D1(B10))一致。
这里，在背光控制部分12确定当前光接收量比率与初始状态下的光接收量比率一致的情况下(步骤106：Y)，背光控制部分12确定对当前光接收数据D1(光接收量)(例如，光接收数据D1(A1)和D1(B1))不需要校正处理，并且进行到随后处理(稍后将描述的步骤S109)。另一方面，在步骤S106中，在背光控制部分12确定当前光接收量比率与初始状态下的光接收量比率不一致的情况下(步骤106：N)，背光控制部分12确定来自关于一个局部发光部分4的两个或更多照明光传感器13中的一个或多个照明光传感器13(例如，关于局部发光部分41的两个照明光传感器13A和13B中的一个或多个)的光接收数据D1(例如，光接收数据D1(A1)或光接收数据D1(B1))的值不正常。因此，然后背光控制部分12利用另一局部发光部分中的光接收量比率，该另一局部发光部分使用关于一个局部发光部分4的两个或更多照明光传感器13中的一个或多个照明光传感器13，从而确定两个或更多照明光传感器中具有光接收数据D1的不正常的值的照明光传感器(确定两个或更多照明光传感器中哪个是异常的照明光传感器)(步骤S107)。
具体地，例如，在图3所示的光源10中，关于来自局部发光部分41的照明光Lout，通过(D1(A1)/D1(B1))计算来自两个照明光传感器13A和13B的当前光接收量比率，并且通过(D1(A10)/D1(B10))计算初始状态下的光接收量比率。在使用这两个照明光传感器13A和13B中的照明光传感器13B、以及另一照明光传感器13C的另一局部发光部分42中的光接收量比率中，通过(D1(B2)/D1(C2))计算当前光接收量比率，并且通过(D1(B20)/D1(C20))计算初始状态下的光接收量比率。在该情况下，当下面成立时，背光控制部分12确定来自照明光传感器13A和13B中的照明光传感器13A的当前光接收数据D1(A1)的值不正常(照明光传感器13A异常)：(D1(A1)/D1(B1))≠(D1(A10)/D1(B10))，并且(D1(B2)/D1(C2))＝(D1(B20)/D1(C20))。另一方面，在某个时刻异常的照明光传感器的数目为一的这种情况下，当下面成立时，背光控制部分12确定来自照明光传感器13B的当前光接收数据D1(B1)的值不正常(照明光传感器13B异常)：(D1(A1)/D1(B1))≠(D1(A10)/D1(B10))，并且(D1(B2)/D1(C2))≠(D1(B20)/D1(C20))。此外，通过利用除了照明光传感器13C外还使用另一照明光传感器13D(图中未示出)的另一局部发光部分(图中未示出)的光接收量比率，当下面成立时，背光控制部分12可确定来自照明光传感器13B的当前光接收数据D1(B1)的值不正常(照明光传感器13B异常)：(D1(A1)/D1(B1))≠(D1(A10)/D1(B10))，(D1(B2)/D1(C2))≠(D1(B20)/D1(C20))，并且(D1(C3)/D1(D3))≠(D1(C30)/D1(D30))。
接着，背光控制部分12校正在步骤S107中确定为不正常的光接收数据D1(来自确定为异常的照明光传感器13的光接收数据D1)的值，从而控制当前光接收量比率与初始状态下的光接收量比率的值一致(步骤S108)。具体地，例如，在图3所示的光源10中，在确定来自照明光传感器13A和13B中的照明光传感器13A的当前光接收数据D1(A1)不正常的情况下，利用下面公式(1)执行校正处理，并且计算校正后的光接收数据D1’(A1)。另一方面，在确定来自照明光传感器13B的当前光接收数据D1(B1)不正常的情况下，利用下面公式(2)执行校正处理，并且计算校正后的光接收数据D1’(B1)。在这种校正处理后(步骤S108)，进行到步骤S109。
公式1
D1’(A1)＝D1(A1)×{D1(A10)/D1(B10)×D1(B1)/D1(A1)}...(1)
D1’(B1)＝D1(B1)×{D1(B10)/D1(A10)×D1(A1)/D1(B1)}...(2)
接着，背光控制部分12基于来自定时控制部分61的控制信号D0等，确定利用光源10中的每个局部发光部分4的顺序发光操作是否结束(步骤S109)。在背光控制部分12确定发光操作还没有结束的情况下(步骤S109：N)，返回到步骤S103并且下一局部发光部分4执行发光。另一方面，在步骤S109中，在背光控制部分12确定利用光源10中的每个局部发光部分4的顺序发光操作结束的情况下(步骤S109：Y)，背光控制部分12基于来自定时控制部分61的控制信号D0等，确定所有颜色的LED(红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B)的发光是否结束(基于来自所有颜色的LED的照明光Lout的光接收数据D1的校正处理是否完成)(步骤S110)。
在步骤S110中，在背光控制部分12确定所有颜色的LED(红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B)的发光没有结束的情况下(步骤S110：N)，返回到步骤S101，并且开始下一颜色的LED的发光(开始基于来自下一颜色的LED的照明光Lout的光接收数据D1的校正处理)。另一方面，在步骤S110中，在背光控制部分12确定所有颜色的LED(红色LED 1R、绿色LED1G和蓝色LED 1B)的发光结束的情况下(步骤S110：Y)，整个处理完成。基于这种校正处理后的光接收数据D1’，利用背光控制部分12对上述背光驱动部分11和光源10执行控制操作。
以此方式，在本实施例中，通过使用来自其中局部发光部分4作为单位执行发光的光源10的照明光Lout，在液晶显示面板2中执行基于图像信号的图像显示。利用光源10中的多个照明光传感器13，接收来自其中局部发光部分4作为单位执行发光的光源10的照明光Lout。基于利用这些照明光传感器13接收的光的光量(光接收数据D1)，控制每个局部发光部分4的发光量。这里，在本实施例中，通过照明光传感器13的安排，利用两个或更多照明光传感器13接收来自一个局部发光部分4的照明光Lout。因此，改进了来自照明光传感器13的光接收数据D1的值(光接收量值)的可靠性。因此，即使在由于随着时间的劣化、外部因素等而导致在各照明光传感器13中光接收特性变化的情况下，也可以抑制光接收特性的这种变化，并且还可以在各局部发光部分4之间减少发光特性的变化。因此，在包括执行局部发光操作的光源的图像显示设备中，可以通过减少显示图像中的亮度不均匀和色度不均匀来改进显示质量。
具体地，安排每个照明光传感器13，使得关于一个局部发光部分4的两个或更多照明光传感器13的光接收区域相互部分地重叠。因此，在相互部分重叠的光接收区域中，可以利用两个或更多照明光传感器13接收来自一个局部发光区域4的照明光Lout。
利用背光控制部分12，控制光接收量比率以维持初始状态下的值，该光接收量比率是基于来自一个局部发光部分4的光、来自两个或更多照明光传感器13的光接收数据D1(光接收量)之间的比率。因此，控制并维持来自每个照明光传感器13的光接收数据D1的比率，而不是来自每个照明光传感器13的光接收数据D1自身。因此，即使在来自每个照明光传感器13的光接收数据D1的值随着伴随时间的劣化等而改变的情况下，在每个照明光传感器13中也可以抑制光接收特性的变化，并且还可以在各局部发光部分4中减少发光特性的变化。
利用背光控制部分12，其不定期检查上述光接收量比率是否与初始状态下的值一致。在从检查中确定当前光接收量比率与初始状态下的值不一致的情况下，背光控制部分12确定来自关于一个局部发光部分4的两个或更多照明光传感器13中的一个或多个照明光传感器的光接收数据D1的值不正常。通过校正确定为不正常的光接收数据D1的值，当前光接收量比率与初始状态下的值一致。因此，如上所述可以控制并维持来自每个照明光传感器13的光接收数据D1之间的比率。
通过利用另一局部发光部分中的光接收量比率，该另一局部发光部分使用关于一个局部发光部分4的两个或更多照明光传感器13中的一个或多个照明光传感器，背光控制部分12确定两个或更多照明光传感器13中具有光接收数据D1的异常值的照明光传感器。因此，可以如上所述对光接收数据D1执行校正处理。
此外，利用背光控制部分12，基于校正处理后的光接收数据D1’，执行控制使得每个局部发光部分4的发光时段Δt和/或发光强度(发光亮度)ΔIR、ΔIG和ΔIB可变，从而每个局部发光部分4的发光量维持恒定。因此，通过使用发光时段Δt和发光强度(发光亮度)ΔIR、ΔIG和ΔIB的两个参数，可以控制每个局部发光部分4的发光量，并且可以改进控制灵活性。
此前，尽管利用本实施例描述了本发明，但是本发明不限于本实施例，并且可以进行各种修改。
例如，在本实施例中，尽管描述了利用两个照明光传感器13接收来自一个局部发光部分4的照明光Lout的情况，但是接收每个照明光Lout的照明光传感器13的数目不限于此。例如，如图9所示的光源10A，通过在每个局部发光部分4的四个角安排照明光传感器13，可以利用四个照明光传感器13接收来自一个局部发光部分4的照明光Lout。具体地，例如如图9所示，可以利用安排在局部发光部分43的四个角的四个照明光传感器13A、13B、13D和13E接收来自一个局部发光部分43的照明光Lout。在这种配置的情况下，每个照明光传感器13的光接收区域的重叠度增加，从而可以基于来自更多照明光传感器13的光接收数据D1执行光源10的校正处理和控制处理。因此，除了本实施例中描述的效果外，还可以减少各局部发光部分4中的发光特性的变化，并且可以通过减少显示图像中的亮度不均匀、色度不均匀等来改进显示质量。
在本实施例中，尽管描述了将每个照明光传感器13的光接收区域设置为2×2的光接收区域的情况，但是可以自由地设置光接收区域的大小和形状以及每个照明光传感器13的安排，只要可以利用两个或更多照明光传感器13接收来自一个局部发光部分4的照明光Lout。具体地，例如，在图10所示的光源10B中，将每个照明光传感器13的光接收区域设为4×4的光接收区域(例如，照明光传感器13B的光接收区域17B1)，并且利用四个照明光传感器13B、13F、13G和13H接收例如用参考标号P1指示的区域中来自每个局部发光部分4的照明光Lout。在这种配置的情况下，可以改进光接收区域的重叠度，并且还可以通过减少照明光传感器13的数目来减少部件成本。例如，在图11所示的光源10C中，将每个照明光传感器13的光接收区域设为4×2的光接收区域(例如，照明光传感器13B的光接收区域17B2)，并且例如利用四个照明光传感器13A、13B、13H和13I接收来自局部发光部分44的照明光Lout。以此方式，即使在两个或更多照明光传感器13与接收光的局部发光部分4的距离相互不等的情况下，因为在背光控制部分12中控制作为来自每个照明光传感器13的光接收数据D1的比率的光接收量比率以维持初始状态下的值，所以可以获得类似于本实施例的效果的效果。
在本实施例中，描述了这样的情况，其中安排每个照明光传感器13使得关于一个局部发光部分4的两个或更多照明光传感器13的光接收区域相互部分地重叠。然而，例如如图12所示的光源10D，可以安排每个照明光传感器13，使得关于一个局部发光部分4的两个或更多照明光传感器13的光接收区域相互一致(例如，两个照明光传感器13A1和13A2的光接收区域17A1和17A2分别安排在大致相同的位置)，从而在相互一致的光接收区域中(例如，光接收区域17A1和17A2)，可以利用两个或更多光接收元件(例如，两个照明光传感器13A1和13A2)接收来自一个局部发光部分(例如，光接收区域17A1和17A2中的四个局部发光部分)的照明光Lout。
在本实施例中，描述了这样的情况，其中背光控制部分12控制光接收量比率以维持初始状态下的值，该光接收量比率是基于来自一个局部发光部分4的光、来自两个或更多照明光传感器的光接收数据D1(光接收量)之间的比率。然而，背光控制部分12可以不控制这样的光接收量比率，而是控制来自每个照明光传感器13的光接收数据D1的绝对值自身以维持初始状态下的值。
在本实施例中所描述的利用照明光传感器13的照明光Lout的光接收操作、和利用背光控制部分12的光接收数据D1的校正处理不限于对每个帧时段执行这些操作和处理的情况。例如，可以减少这些操作和处理以便以预定定时(例如，在图像显示设备的电源打开时的定时)等在多个帧时段中只执行一次。
在本实施例中，描述了光源10包括红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B的情况。然而，除了这些LED外(或替代这些LED)，光源10可以包括发出其它颜色光的LED。在光源10包括四种或更多颜色光的LED的情况下，颜色再现区域增加，并且可以表达更多的各种颜色。
在本实施例中，描述了采用加色混合方法的背光设备1，其中光源10包括多个红色LED 1R、绿色LED 1G和蓝色LED 1B，并且混合多种颜色光(红光、绿光和蓝光)以获得作为特定颜色光(白光)的照明光Lout。然而，还可以利用一种类型的LED配置光源，并且背光设备发出一种颜色的照明光。即使利用这种配置，也可以利用简单配置减少照明光的亮度的变化。
在本实施例中，描述了液晶显示设备3是包括背光设备1的透射液晶显示设备的情况。然而，还可以的是，利用本发明的光源设备配置前光设备，并且液晶显示设备是反射型。
此外，在本实施例中，描述了包括液晶显示面板2的图像显示设备(液晶显示设备3)作为显示部件的具体示例。然而，例如本发明可以应用于包括具有图像(如预定静态图像)的膜作为显示部件的图像显示设备(例如，广告标签等)。

Claims (9)

1.一种图像显示设备，包括用于发光的照明部件、以及用于通过使用从所述照明部件发出的光显示图像的显示部件，所述照明部件包括：
光源，包括其每个被分开控制的多个局部发光部分；
驱动部件，用于驱动光源以允许每个所述局部发光部分被分开地点亮；
多个光接收元件，接收来自光源的光，在所述光源中每个所述局部发光部分被分开地点亮；以及
控制部件，用于基于利用所述光接收元件接收的光量控制所述驱动部件，并且控制每个所述局部发光部分的发光量，其中
安排所述光接收元件，使得利用两个或更多光接收元件接收来自一个局部发光部分的光。
2.如权利要求1所述的图像显示设备，其中
所述控制部件控制光接收量比率以维持初始状态值，所述光接收量比率被定义为在所述两个或更多光接收元件中的各光接收量值之间的比率，每个光接收量值对应于来自所述一个局部发光部分的光。
3.如权利要求2所述的图像显示设备，其中
所述控制部件不定期检查光接收量比率是否与初始状态值一致，并且
当从检查得知当前光接收量比率与初始状态值不一致时，所述控制部件确定分配给所述一个局部发光部分的所述两个或更多光接收元件中的一个或多个的光接收量值不正常，并且执行控制以校正不正常的光接收量值，使得当前光接收量比率与初始状态值一致。
4.如权利要求3所述的图像显示设备，其中
所述控制部件通过利用对另一局部发光部分获得的光接收量比率，从所述两个或更多光接收元件确定产生不正常光接收量值的一个或多个光接收元件，所述另一局部发光部分使用分配给所述一个局部发光部分的所述两个或更多光接收元件中的一个或多个。
5.如权利要求1所述的图像显示设备，其中
所述控制部件控制每个局部发光部分中的发光量维持恒定。
6.如权利要求5所述的图像显示设备，其中
所述控制部件通过在每个局部发光部分中变化发光时段、或发光强度、或发光时段和发光强度两者，控制每个局部发光部分中的发光量维持恒定。
7.如权利要求1所述的图像显示设备，其中
安排每个光接收元件，使得其中分配给所述一个局部发光部分的所述两个或更多光接收元件负责光接收的区域相互部分重叠，并且使得利用所述两个或更多光接收元件接收在相互部分重叠区域中的、来自所述一个局部发光部分的光。
8.如权利要求1所述的图像显示设备，其中
安排每个光接收元件，使得其中分配给所述一个局部发光部分的所述两个或更多光接收元件负责光接收的区域相互一致，并且使得利用所述两个或更多光接收元件接收在相互一致的区域中的、来自所述一个局部发光部分的光。
9.如权利要求1所述的图像显示设备，其中所述显示部件是液晶面板，其通过基于图像信号调制从所述照明部件发出的光来显示图像，其允许所述图像显示设备被配置为液晶显示设备。
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