JP2007133407A

JP2007133407A - 動的に最適化される光源を用いるバックライト型ディスプレイを構成するためのシステム及び方法

Info

Publication number: JP2007133407A
Application number: JP2006304768A
Authority: JP
Inventors: Kean Loo Keh; キーン・ルー・ケー; Kevin Len Li Lim; レン・リ・ケビン・リム; Joon Chok Lee; ジョーン・チョク・リー; Eit Thian Yap; エイト・シアン・ヤップ; Chin Hin Oon; チン・ヒン・オオン
Original assignee: Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-05-31
Also published as: US20070103934A1

Abstract

【課題】バックライト型ディスプレイにおいて所望の出力輝度を効率よく達成すること
【解決手段】複数のタイプの光源の組合せを使用して、動的に調整されるバックライト型ディスプレイを形成し、該特定の組合せは、任意の時点で所望の光出力によって決まる。一実施形態において、ＲＧＢダイオードは、低い輝度の状態に使用され、輝度の要求値が増大される場合には白色光源が追加される。別の実施形態において、種々のタイプの光源を使用して、異なる色成分を生成し、光フィードバックを使用して、様々なタイプのダイオードのパワーレベルを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックライト型ディスプレイに関し、より具体的には、所望の出力輝度を達成するために動的に調整可能な光源に関する。

様々な目的のためにバックライト型ディスプレイを使用することが一般的になっている。係る使用法の１つは、携帯電話、ＰＤＡ、カメラ、及び他の携帯型装置においてである。これらの応用形態の多くにおいて、白色のバックライトを有することが望ましく、ひいては係るディスプレイは一般に、バックライト型装置を形成するために、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と共に白色（蛍光体変換型）発光ダイオード（ＬＥＤ）又は冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を使用する。

ＣＣＦＬ又は白色ＬＥＤで得ることができるものよりも広い色域が必要とされる場合が多いので、バックライト型装置は、赤色、緑色、及び青色（ＲＧＢ）ＬＥＤを使用し始めている。これら赤色、緑色、及び青色のＬＥＤの光出力は、混合されて所望の色を生成する。しかしながら、これらの光出力（主として緑色のＬＥＤ）がlumen／watt（ルーメンパーワット）の単位においてＣＣＦＬ又は白色ダイオードほど効率的ではないので、より多くのＲＧＢダイオードが必要とされる。場合によっては、白色光を生成するために、赤色ダイオードが、ＣＣＦＬのような他の緑色光源および青色光源と共に使用される。

従って、本発明の課題は、上述した技術的な問題を克服、又は少なくとも緩和することにある。

複数のタイプの光源の組合せを使用して、動的に調整されるバックライト型ディスプレイを形成し、該特定の組合せは、任意の時点で所望の光出力によって決まる。一実施形態において、ＲＧＢダイオードは、低い輝度の状態に使用され、輝度の要求値が増大する場合には白色光源が追加される。別の実施形態において、種々のタイプの光源を使用して、異なる色成分を生成し、光フィードバックを使用して、様々なタイプのダイオードのパワーレベルを制御する。

本発明によれば、バックライト型ディスプレイにおいて、広い色域に関してルーメンパーワットの点で高い効率を提供することが可能になる。

本発明のより完全な理解のために、添付図面に関連してなされる以下の説明を参照する。

図１は、ライトガイド１３、及び２つの独立して制御可能な光源１１及び１２を有するバックライト型ディスプレイ１０の一実施形態を示す。この実施形態において、光源１１（１１−１、１１−２）は１つ又は複数のＲＧＢＬＥＤアレイであり、光源１２（１２−１、１２−２）はＣＣＦＬ又は白色のＬＥＤ光源である。留意すべきは、白色の光源は、単一のダイオードアレイとすることができ、又は赤色、緑色、青色（又は他の色）の複数のＣＣＦＬまたは白色光を得るためにバイアスを受ける蛍光体変換型ＬＥＤとすることができる。

光センサ１４は、光の色および光の強度の双方を求めることができる。この実施形態において、該強度は、バックライトコントローラ１７がセンサ１４からの測定値を使用して、ＲＧＢＬＥＤドライバ１５への電力がルーメン単位の出力をこれ以上増大させない点に到達するまで、ＲＧＢＬＥＤドライバ１５への電力を増大させるために、重要である。図３Ａに示されるように、ライン３０は、ルーメン単位でＲＧＢＬＥＤの出力を点３０１まで増加させることを示す。点３０１に到達すると、ルーメン単位の出力は、基本的に平坦になる。

その点において、バックライトコントローラ１７（図１）は、ドライバ１６の制御の下にある白色光源のルーメン単位の出力を増加し始める。図３Ｂに示されるように、点３０２は、バックライトコントローラがＣＣＦＬ（又は白色光）ドライバ１６をオンにし始める点である。ライン３１は、要素１２−１、１２−２からの白色光の増加を示す。図３Ｃは、図３Ａと図３Ｂの合成を示し、この場合、光センサ１４により測定された光出力は、ライン３２として示される。

一実施形態において、光センサは、白色光の追加がＲＧＢＬＥＤバックライトと干渉するので、白色のＬＥＤがオンされる際にＲＧＢＬＥＤをオープンループ（開ループ）に置くことにより、実施されることができる。次いで、センサはオフされる。カラーポイント測定は、開始時点でのみ実行される。例えば、システムは、ＲＧＢＬＥＤをオンにし、バックライトを所望の色レベルにさせる。次いで、ＲＧＢＬＥＤは、オープンループに置かれる（オフされる）一方で、白色ＬＥＤがオンの状態を維持する。代案として、システムは、極めて短い時間の間に白色ＬＥＤを選択的に無効にしてもよい。その極めて短い時間の間に、任意の強度補正を行うことができる。例えば、ＲＧＢＬＥＤがオンされ、バックライトが所望のカラーポイントにされる。次いで、ＲＧＢＬＥＤをオープンループに置き、白色ＬＥＤをオンにする。次いで、白色ＬＥＤをオフにして、非常に極めて短い時間の間にＲＧＢＬＥＤをＬＥＤ閉ループに戻す。次いで、ＲＧＢＬＥＤをオープンループに戻し、白色ＬＥＤをオンにする。別のシステムは、センサが標準のＣＩＥ出力を有するか、又はセンサがＣＩＥ規格（人間の目の反応）に応じて較正され得ると想定される。この場合、ＲＧＢＬＥＤと白色ＬＥＤは同時にオンされることができ、フィードバックシステムは閉ループでカラーポイント及び輝度を維持することができる。

図２は、２つの異なる光源が赤色のＬＥＤ２１−１、２１−２、及びＣＣＦＬ又は蛍光体変換型ＬＥＤ（又はＣＣＦＬ）２２−１、２２−２である装置２０の一実施形態を示す。蛍光体変換型ＬＥＤが使用される場合、その出力は、バックライト型装置２０のライトガイド１３を通じて白色光を基本的に提供するために、光源２１−１、２１−２からの赤色と調和する青色および緑色の方へ偏っている。この実施形態において、光センサ１４は、相対的な色および強度を検出し、バックライトコントローラ１７に対する入力としての役割を果たし、バックライトコントローラ１７は、赤色スペクトルの光を提供するために赤色ＬＥＤドライバ２４を駆動し、及びカラーバランスの残りの部分を提供するためにＣＣＦＬ又は蛍光体変換型ＬＥＤドライバ２５を駆動する。このように、ライトガイド１３を通った出力は、２つの異なるタイプの光源、即ち２１−１、２１−２、２２−１、及び２２−２からの光を含む。

この技術を使用することにより、装置２０は、時間と共に色ずれ及び劣化も補償しながら、広い色域に関してルーメンパーワットの点で高い効率を提供する。

本発明およびその利点が詳細に説明されたが、本発明の思想、及び添付の特許請求の範囲により規定されるような本発明の範囲から逸脱せずに、種々の変更、代用、及び交代を行うことができことは理解されるべきである。更に、本発明の範囲は、本明細書で説明されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、及びステップの特定の実施形態に制限されることは意図されていない。当業者ならば、本発明の開示から容易に理解されるように、プロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、及びステップは、現時点で存在しているか、又は本明細書で説明された対応する実施形態が本発明に従って利用され得る際に実質的に同じ機能を行う又は実質的に同じ結果を達成するように将来開発される。従って、添付の特許請求の範囲は、係るプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、又はステップをそれらの範囲内に含むことが意図されている。

以下においては、本発明の種々の構成要件の組合せからなる例示的な実施形態を示す。
１．バックライトディスプレイであって、
第１の発光特性を有する第１の光源と、
第２の発光特性を有する第２の光源と、
任意の時点で前記ディスプレイの所望の出力輝度に依存して、前記光源の一方を前記光源の他方に対して調整するための制御回路とを含む、バックライトディスプレイ。
２．前記ディスプレイがＬＣＤディスプレイである、上記１に記載のディスプレイ。
３．前記第１の光源が第１のタイプのＬＥＤであり、前記第２の光源が第２のタイプのＬＥＤである、上記１に記載のディスプレイ。
４．前記第１のタイプのＬＥＤが白色ダイオードであり、前記第２のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤである、上記３に記載のディスプレイ。
５．前記第１のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤであり、前記第２のＬＥＤが、ＣＣＦＬ、及び蛍光体変換型ＬＥＤから選択される、上記３に記載のディスプレイ。
６．前記制御回路は、低い輝度の光出力が要求される場合に前記第１のＬＥＤのみをイネーブルにし、増大した輝度の出力が要求される場合に前記第１及び前記第２のＬＥＤの双方をイネーブルにするように更に動作可能である、上記５に記載のディスプレイ。
７．前記制御回路は、前記輝度の要求が前記低いレベルから最大のレベルまで増加する際に、前記第２のＬＥＤからの光出力を徐々に増加させるように更に動作可能である、上記６に記載のディスプレイ。
８．前記第１の光源が、その光出力として、赤色、緑色、及び青色の全てではない色を有する光デバイスであり、前記第２の光源が、その光出力として、前記赤色、前記緑色、及び前記青色からの少なくとも残りの色を有する光デバイスである、上記１に記載のディスプレイ。
９．前記制御回路は、所望の出力色、及び所望の出力輝度レベルから選択された少なくとも１つの条件を達成するために、前記第１の光源の出力色を調整するように更に動作可能である、上記８に記載のディスプレイ。
１０．前記第１の光源が赤色ＬＥＤであり、前記第２の光源が緑色および青色の光出力を有する、上記８に記載のディスプレイ。
１１．前記第２の光源が、青色および緑色の方へ偏っており、前記第２の光源がＣＣＦＬ、及び蛍光体変換型ＬＥＤから選択される、上記１０に記載のディスプレイ。
１２．バックライト型ディスプレイを構成する方法であって、
第１の発光特性を有する第１の光源を、前記第１の光源から到来する光が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に衝突するように配置し、
第２の発光特性を有する第２の光源を、前記第２の光源から到来する光が前記第１の光源から到来する前記光と混合して前記ＬＣＤに衝突する光の色と強度を調整するように、配置し、
前記ＬＣＤからの所望の出力輝度に依存して独立して制御されるように、前記第１又は第２の光源の少なくとも１つを接続することを含む、バックライト型ディスプレイを構成する方法。
１３．前記第１の光源が第１のタイプのＬＥＤであり、前記第２の光源が第２のタイプのＬＥＤである、上記１２に記載の方法。
１４．前記第１のタイプのＬＥＤが白色ダイオードであり、前記第２のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤである、上記１３に記載の方法。
１５．前記第１のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤであり、前記第２のＬＥＤが、ＣＣＦＬ、及び蛍光体変換型ＬＥＤから選択される、上記１３に記載の方法。
１６．前記第１の光源が、その光出力として、赤色、緑色、及び青色の全てではない色を有する光デバイスであり、前記第２の光源が、その光出力として、前記赤色、前記緑色、及び前記青色からの少なくとも残りの色を有する光デバイスである、上記１２に記載の方法。
１７．所望の出力色、及び所望の出力輝度レベルから選択された少なくとも１つの条件を達成するために、前記第１の光源の出力色を調整することを更に含む、上記１６に記載の方法。
１８．ＬＣＤバックライト型ディスプレイであって、
第１の発光特性を有する第１の光源と、
第２の発光特性を有する第２の光源と、
前記ディスプレイの所望の出力光強度に依存して、前記光源の一方を前記光源の他方に対して調整するための手段とを含む、ＬＣＤバックライト型ディスプレイ。
１９．前記第１の光源が第１のタイプのＬＥＤであり、前記第２の光源が第２のタイプのＬＥＤである、上記１８に記載のディスプレイ。
２０．前記第１のタイプのＬＥＤが、基本的に白色光を放出するダイオードであり、前記第２のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤである、上記１８に記載のディスプレイ。
２１．前記第１のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤであり、前記第２のＬＥＤが、ＣＣＦＬ、及び蛍光体変換型ＬＥＤから選択される、上記１８に記載のディスプレイ。
２２．前記光強度が、生成された光の色からなる、上記１８に記載の方法。

バックライト型ディスプレイの一実施形態を示す図である。色の制御のためにフィードバックを使用するバックライト型ディスプレイの一実施形態を示す図である。異なるタイプの光から合成した光を示すグラフである。異なるタイプの光から合成した光を示すグラフである。異なるタイプの光から合成した光を示すグラフである。

符号の説明

10 バックライト型ディスプレイ
11、12、21、22 光源
13 ライトガイド
14 光センサ
17 バックライトコントローラ

Claims

バックライトディスプレイであって、
第１の発光特性を有する第１の光源（11-1）と、
第２の発光特性を有する第２の光源（12-1）と、
任意の時点で前記ディスプレイの所望の出力輝度に依存して、前記光源の一方を前記光源の他方に対して調整するための制御回路（17）とを含む、バックライトディスプレイ。
前記ディスプレイがＬＣＤディスプレイである、請求項１に記載のディスプレイ。
前記第１の光源が第１のタイプのＬＥＤであり、前記第２の光源が第２のタイプのＬＥＤである、請求項１に記載のディスプレイ。
前記第１のタイプのＬＥＤが白色ダイオードであり、前記第２のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤである、請求項３に記載のディスプレイ。
前記第１のタイプのＬＥＤがＲＧＢＬＥＤであり、前記第２のＬＥＤが、ＣＣＦＬ、及び蛍光体変換型ＬＥＤから選択される、請求項３に記載のディスプレイ。
前記制御回路は、低い輝度の光出力が要求される場合に前記第１のＬＥＤのみをイネーブルにし、増大した輝度の出力が要求される場合に前記第１及び前記第２のＬＥＤの双方をイネーブルにするように更に動作可能である、請求項５に記載のディスプレイ。
前記第１の光源が、その光出力として、赤色、緑色、及び青色の全てではない色を有する光デバイスであり、前記第２の光源が、その光出力として、前記赤色、前記緑色、及び前記青色からの少なくとも残りの色を有する光デバイスである、請求項１に記載のディスプレイ。
バックライト型ディスプレイを構成する方法であって、
第１の発光特性を有する第１の光源（11-1、22-1）を、前記第１の光源から到来する光が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に衝突するように配置し、
第２の発光特性を有する第２の光源（12-1、21-1）を、前記第２の光源から到来する光が前記第１の光源から到来する前記光と混合して前記ＬＣＤに衝突する光の色と強度を調整するように、配置し、
前記ＬＣＤからの所望の出力輝度に依存して独立して制御されるように、前記第１又は第２の光源の少なくとも１つを接続することを含む、バックライト型ディスプレイを構成する方法。
前記第１の光源が第１のタイプのＬＥＤであり、前記第２の光源が第２のタイプのＬＥＤである、請求項８に記載の方法。
ＬＣＤバックライト型ディスプレイであって、
第１の発光特性を有する第１の光源（11-1、22-1）と、
第２の発光特性を有する第２の光源（12-1、21-1）と、
前記ディスプレイの所望の出力光強度に依存して、前記光源の一方を前記光源の他方に対して調整するための手段（24、25）とを含む、ＬＣＤバックライト型ディスプレイ。