CN102138366A - 照明装置和具有该照明装置的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够精度良好地进行照明光的色调修正的照明装置。该照明装置(10)具有以如下方式构成的主控制器(11)，即：在进行色调修正动作时，判断由光敏二极管(5)接收的外部光的发光强度是否是对色调修正动作有影响的值，当判断为外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值时，中止色调修正动作，另一方面，当判断为外部光的发光强度不是对色调修正动作有影响的值时，开始色调修正动作。

Description

照明装置和具有该照明装置的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及照明装置和具有该照明装置的液晶显示装置。
背景技术
一直以来，公知有以发出红色光的红色发光二极管(红色LED)、发出绿色光的绿色发光二极管(绿色LED)和发出蓝色光的蓝色发光二极管(蓝色LED)作为光源的照明装置，被用作对液晶显示装置的液晶面板进行照明的背光源单元。在这样现有的照明装置中，将三种LED光(红色光、绿色光和蓝色光)混色生成白色光，将此白色光作为照明光(例如参照专利文献1)。
但是，在如上述的现有的照明装置中，为了使作为照明光的白色光的色调变得良好，需要使三种LED光的发光强度比为适当的值。因此，以往为了使三种LED光的发光强度比为适当的值，对向红色LED、绿色LED和蓝色LED的各个的供给电流值进行设定。
但是，如图6所示，由于红色LED、绿色LED和蓝色LED的各个的劣化率存在差异，其劣化率的差异随着使用时间变长逐渐变大。即，存在红色LED、绿色LED和蓝色LED的哪一个的劣化变得比其他LED的劣化大很多的情况。另外，图6中的劣化率以使用初始状态作为100％。另外，图6的“R”、“G”和“B”分别表示红色LED、绿色LED和蓝色LED的各自的劣化率。
并且，在红色LED、绿色LED和蓝色LED的各个的劣化率的差异变大的情况下，如果继续以与使用初始相同的条件对各LED供给电流，三种LED光的发光强度比就会与初始的适当值大幅偏离，发生照明光色调变差的不良状况。因此，在现有的照明装置中，为了消除这样的不良状况，构成为能够进行对照明光色调进行修正的色调修正动作的结构。
在上述现有的照明装置的结构中，当进行色调修正动作时，首先，通过对从红色LED、绿色LED和蓝色LED的各个发出的光的发光强度进行测定，求得各LED的劣化率。然后，根据红色LED、绿色LED和蓝色LED的各个的劣化率算出修正值之后，基于该修正值对向各LED的供给电流值进行修正，由此使三种LED光的发光强度比回到初始状态。由此，通过将三种LED光混色得到的照明光的色调被修正为初始状态。
专利文献1：特开2004-93761号公报
发明内容
但是，在上述现有的照明装置的结构中，当进行色调修正动作时如果外部光(LED光以外的光)进入装置内，由于该外部光的影响，存在无法正确测定三种LED光的发光强度的情况。即，在此情况下，存在根据红色LED、绿色LED和蓝色LED的各个发出的光的发光强度(劣化率)算出的修正值变得不正确，难以以良好的精度进行照明光的色调修正的问题。
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的目的在于提供一种能够以良好的精度进行照明光的色调修正的照明装置和具备该照明装置的液晶显示装置。
为了达成上述目的，本发明的第一方面的照明装置，将红色光、绿色光和蓝色光混色生成照明光，使用该照明光对被照明体进行照明，上述照明装置包括：多个发光元件，分别包含发出红色光的红色发光二极管、发出绿色光的绿色发光二极管和发出蓝色光的蓝色发光二极管；受光元件，其接收从红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的各个发出的光，输出与该接收的光的发光强度相应的值；和控制部，其根据受光元件的输出值求得红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的各个的劣化率，基于该劣化率，对向红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的各个的供给电流值进行调整，进行修正照明光的色调的色调修正动作。并且，控制部以如下方式构成：在进行色调修正动作时，判断由受光元件接收的外部光的发光强度是否是对色调修正动作有影响的值，当判断为外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值时，中止色调修正动作，另一方面，当判断为外部光的发光强度不是对色调修正动作有影响的值时，开始色调修正动作。
在该第一方面的照明装置中，如上所述，设置按照如下方式构成的控制部，即：在进行色调修正动作时，判断由受光元件接收的外部光的发光强度是否是对色调修正动作有影响的值，当判断为外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值时，中止色调修正动作，另一方面，当判断为外部光的发光强度不是对色调修正动作有影响的值时，开始色调修正动作，由此，当具有对色调修正动作有影响的程度的发光强度的光进入装置内时，能够在此状态下使色调修正动作不进行。即，仅当具有对色调修正动作有影响的程度的发光强度的光没有进入装置内时，进行色调修正动作。这时，由于在色调修正动作时成为基准的受光元件的输出值(与从红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的各个发出的光的发光强度对应的值)不会成为受外部光影响大的值，所以能够正确地求得红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的各个的劣化率。由此，通过基于该劣化率进行色调修正动作，能够提高照明光的色调修正的精度。
另外，在进行色调修正动作时，当判断为外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值时，通过对用户发送出错信息，提醒其施行使周边环境变暗等对策，能够精度良好地进行照明光的色调修正。
在上述第一方面的照明装置中，优选在进行色调修正动作时，使全部发光元件为熄灭状态，根据使全部发光元件为熄灭状态时的受光元件的输出值得到外部光的发光强度。根据这样的结构，由于使全部的发光元件为熄灭状态时的受光元件的输出值成为与外部光的发光强度对应的值，所以能够容易地得到进行色调修正动作时的外部光的发光强度。
这时，优选在进行色调修正动作时，基于使全部发光元件为熄灭状态时的受光元件的输出值，判断色调修正动作是中止还是开始进行。
另外，在上述情形下，优选在进行色调修正动作时，当使全部发光元件为熄灭状态时的受光元件的输出值在规定值以上时，中止色调修正动作，另一方面，当使全部发光元件为熄灭状态时的受光元件的输出值比规定值小时，开始色调修正动作。
本发明的第二方面的液晶显示装置，具有上述第一方面的照明装置和利用该照明装置照明的液晶显示面板。根据这样的结构，能够提高用于对液晶显示面板进行照明的照明光的色调修正精度。
如上所述，根据本发明，能够容易地得到能够以良好的精度进行照明光的色调修正的照明装置和具备该照明装置的液晶显示装置。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的照明装置的分解立体图。
图2是图1所示一个实施方式的照明装置的光出射部的放大俯视图。
图3是图2的沿100-100线的截面图。
图4是图1所示一个实施方式的照明装置的控制系统的框图。
图5是用于对本发明的一个实施方式的照明装置的色调修正动作进行说明的流程图。
图6是用于说明LED劣化率的图表。
符号说明
3   发光元件
3a  红色LED(红色发光二极管)
3b  绿色LED(绿色发光二极管)
3c  蓝色LED(蓝色发光二极管)
5   光敏二极管(受光元件)
10  照明装置
11  主控制器(控制部)
20  液晶显示面板(被照明体)
具体实施方式
以下，参照图1～图4，对本实施方式的照明装置10的整体结构进行说明。
如图1所示，本实施方式的照明装置10，被用作对液晶显示装置的液晶显示面板(被照明体)20进行照明的背光源单元，以使作为照明光的白色光面状地射出的方式构成。另外，当将本实施方式的照明装置10用作背光源单元时，将其配置在与液晶显示面板20的显示面侧相反的背面侧。
另外，本实施方式的照明装置10采用串联方式，具有在基板1上矩阵状排列的多个光出射部(由发光元件3和导光板4构成的部分)2。并且，在该多个光出射部2的各个中生成成为照明光的白色光，将所生成的白色光朝向液晶显示面板20侧的方向射出。
如图2所示，该多个光出射部2的各个，由发光元件3和导光板4构成。具有如下所述的结构：作为光出射部2的构成部件的发光元件3相对于每一个光出射部2设置有两个，包含发出红色光的红色LED(红色发光二极管)3a、发出绿色光的绿色LED(绿色发光二极管)3b和发出蓝色光的蓝色LED(蓝色发光二极管)3c，并且它们安装在一个封装包中。然后，通过将从红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个发出的三种LED光(红色光、绿色光和蓝色光)混色得到白色光。具体而言，通过对红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个供给的电流值进行分别地调整，使三种LED光的发光强度比为适当的值，由此使三种LED光混色时形成良好的白色光。另外，使红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c在进行后述的色调修正动作时能够互相独立地发光。
如图2和图3所示，作为光出射部2的构成部件的导光板4，用于将从发光元件3发出的光朝向液晶显示面板20侧的方向导光，对每一个光出射部2设置有一个。即，从两个发光元件3发出的光由一个导光板4导光。
另外，导光板4至少具有：与发光元件3的发光面相对配置的光入射面4a；由相对于该光入射面4a垂直的面(向着液晶显示面板20侧的面)构成的光出射面4b；和作为与光出射面4b相反侧的面的背面4c，形成为内面4c以随着远离光入射面4a板厚逐渐变小的方式倾斜的楔形。进一步，在导光板4的规定部分形成有将导光板4在板厚方向上贯通的贯通孔4d。
另外，如图2所示，在多个光出射部2的各个中，各配置有一个插入在导光板4的贯通孔4d中的光敏二极管(受光元件)5。该光敏二极管5用于接收在导光板4内部导光的三种LED光，输出与该接收的光的发光强度相应的值。另外，光敏二极管5的输出值，在后述的色调修正动作时使用。
另外，如图1所示，在多个光出射部2的上方(液晶显示面板20侧)，设置有来自光出射部2的光入射的光学片6。并且，通过该光学片6，对来自光出射部2的光进行扩散或聚光。
但是，用于生成作为照明光的白色光的红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的劣化随着使用时间变长而逐渐变大，其劣化率存在差异。并且，如果红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的某一个的劣化变得比其他LED的劣化大，则三种LED光的发光强度比与初始的适当值偏离，照明光变得不再是良好的白色光。因此，在本实施方式的照明装置10中，设置有当照明光的色调变差时，能够使该照明光的色调恢复到初始状态的控制系统(参照图4)。
如图4所示，本实施方式的照明装置10中设置的控制系统中，在主控制器11上连接有LED驱动器12，将从LED驱动器12供给到发光元件(LED)3的电流通过主控制器11进行控制。该主控制器11是本发明的“控制部”的一例。
另外，在控制系统中，还设置有：具有将光敏二极管(PD)5的输出值放大由电流信号转换为电压信号的功能的放大电路(AMP)13和具有将来自放大电路(AMP)13的信号从模拟转换为数字的功能的A/D转换器(ADC)14等。并且，通过该放大电路13和A/D转换器14，将光敏二极管5与主控制器11连接。即，光敏二极管5的输出值通过放大电路13和A/D转换器14输入到主控制器11中。进一步，主控制器11连接有存储器(ROM)15，成为存储有三种LED光的发光强度的初始值的状态。
并且，对照明光的色调进行修正的色调修正动作，由主控制器11控制。即，当从通常模式切换到修正模式时，在主控制器11中，根据光敏二极管5的输出值求得红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的劣化率，基于该劣化率，对向各LED的供给电流值进行调整。另外，红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的劣化率，通过与存储器15中储存的初始值进行比较而求得。通过进行这样的控制，可以使三种LED光的发光强度比回到初始状态，能够使照明光的色调变得良好。
在此，在本实施方式中，当进行色调修正动作时，判断由光敏二极管5接收的外部光(LED光以外的光)的发光强度是否是对色调修正动作有影响的值，当判断为该外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值时，将色调修正动作中止，另一方面当判断为外部光的发光强度不是对色调修正动作有影响的值时，开始进行色调修正动作。该色调修正动作的控制由主控制器11进行，当使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值在规定值以上时，由主控制器11中止色调修正动作。另一方面，当使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值比规定值小时，由主控制器11开始色调修正动作。另外，判断外部光的发光强度是否是对色调修正动作有影响的值时的作为基准的规定值，是比与对色调修正动作有影响的外部光的发光强度对应的值小的值。
以下，参照图5，对本实施方式的照明装置10的色调修正动作进行说明。
首先，在步骤S1，通过停止向全部发光元件3的电流供给，使全部发光元件3为熄灭状态(LED光不被光敏二极管5接收的状态)。由此，得到使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值。
这时，如果外部光进入装置内，由于光敏二极管5接收该外部光，因此光敏二极管5的输出值不再是“0”，与进入装置内的外部光的发光强度对应的值从光敏二极管5输出。即，在该步骤S1中，进入装置内的外部光被光敏二极管5检测到。并且，光敏二极管5的输出值通过放大电路13和A/D转换器14输出到主控制器11。
接着，在步骤S2中，基于使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值(与进入装置内的外部光的发光强度对应的值)，判断进入装置内的外部光的发光强度是否是对色调修正动作有影响的值。该判断是由主控制器11进行的，当使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值在规定值以上时，判断为进入装置内的外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值。另一方面，当使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值比规定值小时，判断为进入装置内的外部光的发光强度不是对色调修正动作有影响的值。
然后，当判断为外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值时(当使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值在规定值以上时)，进入步骤S3，中止色调修正动作。另外，当中止色调修正动作时，例如对用户发送出错信息，提醒其施行使周围环境变暗等的对策。
另一方面，当判断为外部光的发光强度不是对色调修正动作有影响的值时(当使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值比规定值小时)，进入步骤S4，继续色调修正动作。
接着，在步骤S4中，通过测定红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的发光强度，求得各LED的劣化率。具体而言，首先，使红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c一个一个地依次发光。这时，从红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个发出的光由光敏二极管5受光，与所接收的LED光的发光强度相对应的值成为光敏二极管5的输出值。
另外，该光敏二极管5的输出值通过放大电路13和A/D转换器14输出到主控制器11。由此，通过主控制器11，将光敏二极管5的输出值(与修正时的LED光的发光强度对应的值)与存储器15中储存的初始值(与初始的LED光的发光强度对应的值)进行比较，求得红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的劣化率。
接着，在步骤S5中，基于红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的劣化率，对向各LED的供给电流值进行调整。该供给电流值的调整由主控制器11控制，向红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的电流供给由LED驱动器12进行。
对供给电流值进行调制时，首先从红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的劣化率中确定劣化最大的LED。然后，以固定向劣化最大的LED的供给电流值，使向其他LED的供给电流值下降的方式进行控制。即，在固定劣化最大的LED的发光强度的状态下，使其他LED的发光强度变化。通过这样的方式，使三种LED光的发光强度比回到初始状态。其结果是，通过将三种LED光混色而得到的照明光的色调被修正为初始状态。另外，该供给电流值的调整对于多个发光元件3的全部按照元件单位进行。
在本实施方式中，如上所述，设置按照如下所述方式构成的主控制器11，即：在进行色调修正动作时，判断由光敏二极管5接收的外部光的发光强度是否是对色调修正动作有影响的值，当判断为外部光的发光强度是对色调修正动作有影响的值时中止修正动作，另一方面，当判断为外部光的发光强度不是对色调修正动作有影响的值时开始色调修正动作，由此，当具有对色调修正动作有影响的程度的发光强度的外部光进入装置内时，能够在该状态下使色调修正动作不进行。即，仅当具有对色调修正动作有影响的程度的发光强度的外部光没有进入装置内时，进行色调修正动作。这时，由于色调修正动作时成为基准的光敏二极管5的输出值(与从红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个发出的光的发光强度对应的值)不会成为受外部光影响大的值，所以能够正确地求得红色LED3a、绿色LED3b和蓝色LED3c的各个的劣化率。由此，通过基于该劣化率进行色调修正动作，能够提高照明光的色调修正的精度。
另外，在本实施方式中，如上所述，由于在进行色调修正动作时，通过使全部发光元件3为熄灭状态，使全部发光元件3为熄灭状态时的光敏二极管5的输出值为与外部光的发光强度对应的值，所以能够容易地得到进行色调修正动作时的外部光的发光强度。
应该认识到，本次公开的实施方式，全部的要点都是例示，并不限定于此。本发明的范围，不是上述实施方式的说明而由权利要求的范围所表示，而且包括在与权利要求的范围均等的意义和范围内的全部的改变。
例如，在本实施方式中，是以将本发明适用于串联方式的照明装置为例进行说明的，但本发明不仅限于此，本发明也可以适用于串联方式以外的方式的照明装置。
另外，在上述实施方式中，对于两个发光元件设置有一个受光元件，但本发明不仅限于此，也可以对三个以上的发光元件设置一个受光元件，也可以对一个发光元件设置一个受光元件。

Claims (5)

1.一种照明装置，其特征在于：
将红色光、绿色光和蓝色光混色生成照明光，使用该照明光对被照明体进行照明，
所述照明装置包括：
多个发光元件，分别包含发出红色光的红色发光二极管、发出绿色光的绿色发光二极管和发出蓝色光的蓝色发光二极管；
受光元件，其接收从所述红色发光二极管、所述绿色发光二极管和所述蓝色发光二极管的各个发出的光，输出与该接收的光的发光强度相应的值；和
控制部，其根据所述受光元件的输出值求得所述红色发光二极管、所述绿色发光二极管和所述蓝色发光二极管的各个的劣化率，基于所述劣化率，对向所述红色发光二极管、所述绿色发光二极管和所述蓝色发光二极管的各个的供给电流值进行调整，进行修正照明光的色调的色调修正动作，
所述控制部以如下方式构成：在进行所述色调修正动作时，判断由所述受光元件接收的外部光的发光强度是否是对所述色调修正动作有影响的值，当判断为所述外部光的发光强度是对所述色调修正动作有影响的值时，中止所述色调修正动作，另一方面，当判断为所述外部光的发光强度不是对所述色调修正动作有影响的值时，开始所述色调修正动作。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
在进行所述色调修正动作时，使全部所述发光元件为熄灭状态，根据使所述全部发光元件为熄灭状态时的所述受光元件的输出值得到所述外部光的发光强度。
3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于：
在进行所述色调修正动作时，基于使所述全部发光元件为熄灭状态时的所述受光元件的输出值，判断是中止还是开始所述色调修正动作。
4.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于：
在进行所述色调修正动作时，当使所述全部发光元件为熄灭状态时的所述受光元件的输出值在规定值以上时，中止所述色调修正动作，另一方面，当使所述全部发光元件为熄灭状态时的所述受光元件的输出值比所述规定值小时，开始所述色调修正动作。
5.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1至4中任一项所述的照明装置；和
利用所述照明装置照明的液晶显示面板。
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