JP2007286359A - Lighting system, display and lighting method - Google Patents

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映保 楊
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晋 木村
Koji Yoshino
孝二 吉野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge the feedback periods based on the properties of the light emitting sources to simplify the system and to save the costs by controlling colors by using only a single simple feedback system. <P>SOLUTION: This lighting system has a three primary-color light emitting source 23 consisting of a red, green, and blue light emitting diodes 23R, 23G, and B, a back light unit 26 to output white light by mixing the light from the above light emitting source 23, a light quantity detector 32 to obtain the amount of each color light from the above light emitting source 23, and a controller 33 to control the light quantity balance of the color light from the light emitting source 23 based on the outputs of the light quantity detector 32. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示パネルを照明する照明装置、表示装置及び照明方法に関する。   The present invention relates to an illumination device that illuminates a display panel, a display device, and an illumination method.

テレビジョン放送が開始されてから長年使用されてきたCRT(Cathode Ray Tube)に代わり、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)や、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)といった非常に薄型化されたテレビジョン受像機が考案、実用化されている。特に、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型の液晶表示パネルの低価格化などに伴い、加速的に普及することが考えられ、今後の更なる発展が期待できる表示装置である。   Instead of CRT (Cathode Ray Tube), which has been used for many years since the start of television broadcasting, it has been made very thin, such as a liquid crystal display (LCD) and a plasma display (PDP). Television receivers have been devised and put into practical use. In particular, liquid crystal display devices using a liquid crystal display panel can be driven with low power consumption, and it is considered that the liquid crystal display device will be used at an accelerated pace due to the price reduction of large liquid crystal display panels. It is a display device that can be expected to develop further.

液晶表示装置では、液晶表示パネルの裏側に配置するバックライトの光を各画素の透過率をコントロールすることで表示する。液晶の色表示は画素に赤色R,緑色G,青色Bのフィルタを導入し、R,G,Bそれぞれの透過率を制御して、R,G,Bの比率をコントロールしていろいろな色を表示している。   In the liquid crystal display device, the light of the backlight arranged on the back side of the liquid crystal display panel is displayed by controlling the transmittance of each pixel. For color display of liquid crystal, red R, green G, and blue B filters are introduced into the pixels, the transmittance of each of R, G, B is controlled, and the ratio of R, G, B is controlled to provide various colors. it's shown.

これら色表示するためにバックライトにおけるR,G,Bの比率を正確にし、所定の白色の色を実現しなければいけない。このようなバックライトを実現する方法としては面で発光する光源を用いる場合もあるが、現在ほとんどの場合、特に小型液晶モジュールでは導光板方式といわれる方式を採用されている。導光板の側面に点、或いは線状光源を配置し導光板に入射した光を導光板内で全反射しながら所定の場所で反射用のマイクロプリズム、或いは散乱パターンを形成させて、その反射光、或いは散乱光を面で均一に光るように面光源を形成する。さらに面に光を液晶に集光するためにプリズムシートを導光板の上に配置する場合もある。   In order to display these colors, the ratio of R, G, and B in the backlight must be made accurate and a predetermined white color must be realized. As a method for realizing such a backlight, there is a case where a light source that emits light from a surface is used. However, in most cases, a method called a light guide plate method is employed in most of the small liquid crystal modules at present. A point or linear light source is placed on the side of the light guide plate, and the light incident on the light guide plate is totally reflected within the light guide plate, and a reflection microprism or scattering pattern is formed at a predetermined location, and the reflected light Alternatively, a surface light source is formed so that scattered light is uniformly emitted on the surface. Further, a prism sheet may be disposed on the light guide plate in order to condense light onto the liquid crystal on the surface.

このような導光板方式のバックライトでは所定の白色光源として白色の冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)、或いは白色発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いる場合が多い。また、CCFLは、蛍光管内に水銀を封入するため、環境への悪影響が考えられるため、CCFLに代わるバックライト装置の光源として発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が有望視されている(例えば、特許文献1参照)。また、蛍光管の場合は点灯するために高電圧が必要なために、小型のモバイル用液晶ではほとんど使用されなくなった。現在ほとんど白色のLED光源が使われている。   In such a light guide plate type backlight, a white cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or a white light emitting diode (LED) is often used as a predetermined white light source. In addition, since the CCFL encloses mercury in a fluorescent tube and thus has an adverse effect on the environment, a light emitting diode (LED) is promising as a light source of a backlight device that replaces the CCFL (for example, Patent Document 1). In the case of a fluorescent tube, since a high voltage is required to light it, it is hardly used in a small mobile liquid crystal. Currently almost white LED light sources are used.

しかし、現在の白色LEDは青色光を発するLEDと、LEDの前に塗布して青色光を受けると黄色光を発する蛍光体という基本構造である。このようなLEDでは擬似的な白色しかなく。特にR,G,Bで見た場合のバランスは極端に悪く、R成分非常に低いので液晶のフィルタ特性を改善しても、液晶の制御方法を改善して正しい色表示はできない。すなわち、白色LEDでは、これらの光は波長間バランスが悪く、特にRの光が不足しており、液晶を通しても正しい色を表示できないので、R,G,B三色LEDを光源として検討されている。   However, the current white LED has a basic structure of an LED that emits blue light and a phosphor that emits yellow light when applied in front of the LED and receives blue light. Such an LED has only a pseudo white color. In particular, the balance when viewed in R, G, and B is extremely poor, and the R component is very low. Therefore, even if the filter characteristics of the liquid crystal are improved, the liquid crystal control method is improved and correct color display cannot be performed. That is, in a white LED, these lights have a poor balance between wavelengths, and in particular, R light is insufficient, and a correct color cannot be displayed through liquid crystal. Therefore, R, G, B three-color LEDs have been studied as light sources. Yes.

これらの問題を改善するために、擬似白色LEDに代わってR,G,Bそれぞれの光を発するLEDの採用を検討されている。   In order to improve these problems, the use of LEDs that emit R, G, and B light in place of the pseudo-white LEDs is being studied.

近年、青色発光ダイオードの開発により、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードが揃ったことになり、これらの発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、青色光を混色することで、色純度の高い白色光を得ることができる。したがって、この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることで、液晶表示パネルを介した色光の色純度が高くなるため、色再現範囲をCCFLと比較して大幅に広げることができる。また、擬似白色LEDに比べ、R,G,BのLEDは液晶の色表示に必要光の波長をカラーフィルタに最適化することができ、R,G,Bの波長と輝度を調整することで、液晶表示に理想な光源を作ることができる。   In recent years, with the development of blue light emitting diodes, light emitting diodes that emit red light, green light, and blue light, which are the three primary colors of light, have been prepared, and red light, green light, and blue light emitted from these light emitting diodes have been prepared. By mixing light, white light with high color purity can be obtained. Therefore, by using this light emitting diode as the light source of the backlight device, the color purity of the color light via the liquid crystal display panel is increased, so that the color reproduction range can be greatly expanded compared with the CCFL. Compared to the pseudo white LED, the R, G, B LEDs can optimize the wavelength of light required for color display of the liquid crystal to the color filter, and by adjusting the R, G, B wavelength and brightness. It is possible to make an ideal light source for liquid crystal display.

しかし、R,G,B三色LED使用する場合、R,G,BのLED輝度の時間変化が異なるために所定のホワイトバランスと色を正確に表示することができない。   However, when R, G, and B three-color LEDs are used, the predetermined white balance and color cannot be accurately displayed because the temporal changes in the R, G, and B LED luminances are different.

そこで、従来のバックライト装置では、例えば図7に示すように、LED駆動部121により駆動されるR,G,B三色LED122R,122G,122Bからなる光源122からの光をバックライトユニット125に取り込み、バックライトユニット125内で混色した光を例えば図8に示すようにR・G・Bそれぞれの波長に合わせた感度を持つカラーセンサ131R,131G,131Bにより検出し、各カラーセンサ131R,131G,131Bにより得られる各色の光りの検出出力を制御部133を介して上記LED駆動部121にフィードバックして、RのLED122R、GのLED122G、BのLED122Bに流す駆動電流を制御し、各LED122R,122G,122Bの出力を調整することにより、白色度を調整するようにしていた。   Therefore, in the conventional backlight device, for example, as shown in FIG. 7, the light from the light source 122 composed of the R, G, B three-color LEDs 122R, 122G, 122B driven by the LED driving unit 121 is transmitted to the backlight unit 125. Light that has been captured and mixed in the backlight unit 125 is detected by color sensors 131R, 131G, and 131B having sensitivities that match the wavelengths of R, G, and B, for example, as shown in FIG. , 131B is used to feed back the detection output of the light of each color to the LED drive unit 121 via the control unit 133, and control the drive currents that flow through the R LED 122R, the G LED 122G, and the B LED 122B. By adjusting the output of 122G and 122B, the whiteness can be adjusted. It had to be an integer.

各カラーセンサ131R,131G,131Bは、フォトトランジスタのような光センサであって、バックライトユニット125の導光板124の反入光側に配置され、バックライトユニット125からの漏洩光を検出する。   Each of the color sensors 131R, 131G, and 131B is an optical sensor such as a phototransistor and is disposed on the light incident side of the light guide plate 124 of the backlight unit 125, and detects leakage light from the backlight unit 125.

特開平7−191311号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-191311

上述の如き従来のバックライト装置では、バックライトのもれ光からR,G,Bの信号を分離するために、フォトセンサを三系統配し、第一系統のセンサの受光面にはRの光しか入らないようにRのカラーフィルタを形成し、同様に第二系統のセンサの上にGのカラーフィルタ、第三系統のセンサの上にBのカラーフィルタを形成していた。しかも、上記センサそれぞれ別々に駆動する必要がある。そのためにシステムが複雑の上、消費電力、大きなスペースも必要なために、液晶モジュールの小型化にも不向きである。   In the conventional backlight device as described above, in order to separate the R, G, and B signals from the leaked light of the backlight, three photosensors are arranged, and the light receiving surface of the sensor of the first system has R light receiving surfaces. An R color filter was formed so that only light could enter. Similarly, a G color filter was formed on the second sensor and a B color filter was formed on the third sensor. Moreover, it is necessary to drive the sensors separately. For this reason, the system is complicated, and power consumption and a large space are also required. Therefore, the liquid crystal module is not suitable for downsizing.

また、上述の如き従来のバックライト装置では、LEDの輝度を時間変動が激しいものを前提にしており、常に動作する状態にある。   Further, the conventional backlight device as described above is based on the premise that the brightness of the LED is subject to severe time fluctuations, and is always in operation.

しかし、実際のLED光源の輝度変化を測定したところ、非常に緩やかなものであり、必ずしも、フィードバックしつづける必要がないことが明らかになった。   However, when the luminance change of the actual LED light source was measured, it was found that it was very gradual, and it was not always necessary to continue the feedback.

そこで、本発明の目的は、複数の発光光源の特性からフィードバック期間を広くしシステムの簡略化を図り、単純な一系統のフィードバックで色制御を行うことができ、コストを著しく削減した照明装置、表示装置及び照明方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a lighting device that can significantly reduce the cost by widening the feedback period from the characteristics of a plurality of light emitting sources, simplifying the system, and performing color control with a simple one-line feedback, A display device and an illumination method are provided.

本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。   Other objects of the present invention and specific advantages obtained by the present invention will become more apparent from the description of embodiments described below.

本発明では、従来のバックライト装置で3系統必要であったフィーバックを一系統に簡略化する。単純にR,G,Bの三系統を一系統にすると、当然のようにR,G,Bの一種類の光しか検出できない。例えばRだけ一系統を採用した場合、Rの光の変化を検出してフィードバックシステムを構築することでRの光を安定化させることができるが、G,Bの変化を検出し、コントロールすることはできない。同様にG,Bの一系統採用したとしてもG,Bの光しかコントロールできない。このように一系統だけの単純なシステムでは色の安定化は全くできることがわかる。一系統にして白の光を検出する案も考えられるが、これはR,G,Bの足し算した輝度を検出し、フィードバックすることで輝度の安定はある程度実現できるが、色のコントロールはやはりできない。   In the present invention, the feedback, which is required for three systems in the conventional backlight device, is simplified to one system. If the three systems of R, G, and B are simply made into one system, only one type of light of R, G, and B can be detected as a matter of course. For example, when only one system is used, it is possible to stabilize the R light by detecting the change in the R light and constructing a feedback system. However, it is necessary to detect and control the change in G and B. I can't. Similarly, even if one system of G and B is adopted, only G and B light can be controlled. In this way, it can be seen that color stabilization can be achieved with a simple system of only one system. A plan to detect white light as one system is also conceivable, but this can be achieved by detecting the luminance added by R, G, and B and feeding back to some extent, but color control is still not possible. .

そこで、本発明では、単純な一系統のフィードバックで色制御するために、光量センサの検出するタイミングを制御する。   Therefore, in the present invention, the timing detected by the light quantity sensor is controlled in order to perform color control with a simple one-system feedback.

従来のシステムではLEDの輝度は常に大きく変化することを前提し、常に各色の輝度を検出し、フィードバックしていたが、発明者は実験結果から、R,G,BのLEDバックライトの中ではR,G,Bの輝度は変化するが、常時に激しく変化するのではなく、非常に緩やかに変化していることを見いだした。   In the conventional system, it is assumed that the luminance of the LED always changes greatly, and the luminance of each color is always detected and fed back. However, from the experimental results, the inventor has found that the LED backlight of R, G, B Although the brightness of R, G, and B changes, it has been found that it does not change constantly but changes very slowly.

そこで、本発明では、この特性を考慮して、常時フィードバックに代わり、ある時間間隔をおいてR,G,Bの輝度を検出し、輝度変化した場合にLEDドライバにフィードバックして、R,G,Bの輝度バランスを調整する。これはLEDの輝度変化を明らかにした上で初めてできることである。   Therefore, in the present invention, in consideration of this characteristic, instead of the constant feedback, the brightness of R, G, B is detected at a certain time interval, and when the brightness changes, it is fed back to the LED driver, and R, G , B brightness balance is adjusted. This is possible for the first time after clarifying the luminance change of the LED.

さらに、本発明では、上記ある時間間隔おきに輝度調整することを前提にし、輝度検出するときに、LEDの点灯タイミングと光量センサの光強度検出タイミングを同期するように、LEDドライバと光量センサの駆動を同期させる。RのLEDを点灯するときに、光量センサから検出する輝度をRの強度とし、GのLED点灯するときに光量センサの出力をGの光強度、BのLEDを点灯するときの光出力をBの光強度とする。この方法採用することによって初めてセンサ一系統だけでR,G,Bの光をそれぞれ検出することが可能になる。   Furthermore, in the present invention, on the premise that the luminance is adjusted every certain time interval, when the luminance is detected, the LED driver and the light amount sensor are synchronized so that the lighting timing of the LED and the light intensity detection timing of the light amount sensor are synchronized. Synchronize the drive. The brightness detected from the light quantity sensor when the R LED is turned on is set as the intensity of R, the output of the light quantity sensor is set as the G light intensity when the G LED is turned on, and the light output when the B LED is turned on. Light intensity. By adopting this method, it becomes possible for the first time to detect R, G, B light with only one sensor system.

すなわち、本発明は、表示パネルを照明する照明装置であって、それぞれ異なる発光色をもつ複数の発光光源と、上記複数の発光光源から出射された複数色の光を混合して表示パネルに出射する照明ユニットと、上記複数の発光光源から出射される複数色の光の少なくとも一色の光量を検出する光量検出手段と、一定時間間隔おきに、上記光量検出手段による検出出力に基づいて、上記複数の発光光源が出射する複数色の光の光量バランスを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   That is, the present invention is an illuminating device for illuminating a display panel, and a plurality of light emitting light sources having different emission colors and a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting light sources are mixed and emitted to the display panel. An illumination unit, a light amount detection means for detecting a light amount of at least one color of light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting sources, and the plurality of light sources based on detection outputs from the light amount detection means at regular time intervals. And a control means for controlling the light quantity balance of light of a plurality of colors emitted from the light emitting light source.

また、本発明は、照明装置により照明される表示パネルを備える表示装置であって、上記照明装置は、それぞれ異なる発光色をもつ複数の発光光源と、上記複数の発光光源から出射される複数色の光を混合して表示パネルに出射する照明ユニットと、上記複数の発光光源から出射される複数色の光の各色の光量を検出する光量検出手段と、一定時間間隔おきに、上記光量検出手段による検出出力に基づいて、上記複数の発光光源が出射する複数色の光の光量バランスを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   In addition, the present invention is a display device including a display panel illuminated by a lighting device, wherein the lighting device includes a plurality of light emission sources having different emission colors and a plurality of colors emitted from the plurality of light emission sources. An illumination unit that mixes and emits the light to the display panel, a light amount detection unit that detects the light amount of each color of light emitted from the plurality of light emission sources, and the light amount detection unit at regular time intervals And a control means for controlling the light quantity balance of the light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting light sources based on the detection output of the above.

さらに、本発明は、表示パネルを照明する照明方法であって、それぞれ異なる発光色をもつ複数の発光光源から出射された複数色の光を混合して表示パネルに出射し、上記複数の発光光源から出射される複数色の光の少なくとも一色の光量を検出し、その検出出力に基づいて、一定時間間隔おきに、上記複数の発光光源が出射する複数色の光の光量バランスを制御することを特徴とする。   Furthermore, the present invention is an illumination method for illuminating a display panel, wherein a plurality of colors emitted from a plurality of light emission sources having different emission colors are mixed and emitted to the display panel, and the plurality of light emission sources Detecting a light amount of at least one color of light of a plurality of colors emitted from the light source, and controlling a light amount balance of the light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emission sources at regular time intervals based on the detection output. Features.

従来のバックライト装置では、R,G,Bの光を検出するために、光量センサが3個必要であったが、本発明では、光量センサを1個しか必要としない。   In the conventional backlight device, three light quantity sensors are required to detect R, G, and B light. However, in the present invention, only one light quantity sensor is required.

また、従来のバックライト装置では、R,G,Bを検出するために、三個の光量センサの上にそれぞれカラーフィルタをつけていたが、本発明では、これらを必要としないので、光量センサそのものの構造も非常に簡単になる。   Further, in the conventional backlight device, in order to detect R, G, and B, a color filter is provided on each of the three light quantity sensors. However, in the present invention, these are not required. The structure itself is very simple.

さらに、従来のバックライト装置では、フィードバックも三系統での回路が必要であったが、本発明では、単純な一系統のフィードバックで色制御を行うことができる。   Furthermore, in the conventional backlight device, a circuit with three systems is also necessary for feedback, but in the present invention, color control can be performed with a simple system of feedback.

従って、本発明によれば、単純な一系統のフィードバックで色制御を行うことができ、コストを著しく削減した照明装置、表示装置及び照明方法を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a lighting device, a display device, and a lighting method that can perform color control with a simple one-system feedback and significantly reduce costs.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention.

本発明は、例えば図1に示すような構成の液晶表示装置100に適用される。   The present invention is applied to, for example, a liquid crystal display device 100 configured as shown in FIG.

この液晶表示装置100は、その構造を図1の要部断面図に模式的に示すように、液晶表示パネル10と、上記液晶表示パネル10を背面側から白色光で照明するバックライト装置20とを備える。   The liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal display panel 10 and a backlight device 20 that illuminates the liquid crystal display panel 10 with white light from the back side, as schematically shown in the cross-sectional view of the relevant part in FIG. Is provided.

液晶表示パネル10は、マトリクス状に配置された信号線及び走査線、この信号線と走査線の交点に配置されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ、画素電極などが形成された背面側のガラス基板11と、対向電極やカラーフィルタが内表面に形成された前面側のガラス基板12を対向させ、これら2枚のガラス基板11,12の間に、例えば、ツイステッドネマチック(TN)液晶を封入した液晶層13を設けてなる透過型のカラー液晶表示パネルである。   The liquid crystal display panel 10 includes a signal line and a scanning line arranged in a matrix, a thin film transistor as a switching element arranged at an intersection of the signal line and the scanning line, a glass substrate 11 on the back side on which a pixel electrode and the like are formed. A liquid crystal layer 13 in which, for example, a twisted nematic (TN) liquid crystal is sealed between the two glass substrates 11 and 12 is opposed to the front glass substrate 12 on which the counter electrode and the color filter are formed on the inner surface. Is a transmissive color liquid crystal display panel.

この液晶表示装置100は、このような構成の液晶表示パネル10を2枚の偏光板14,15で挟み、バックライト装置20により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリクス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示することができる。   The liquid crystal display device 100 is driven by an active matrix method in a state where the liquid crystal display panel 10 having such a configuration is sandwiched between two polarizing plates 14 and 15 and white light is irradiated from the back side by the backlight device 20. Thus, a desired full-color image can be displayed.

バックライト装置20は、図1及び図2に示すように、LED駆動部21により駆動されて三原色光を出射する赤色LED22R、緑色LED22G、青色LED22Bからなる三原色光源23と、上記三原色光源23がエッジ部分に設けられた導光板24を有するバックライトユニット25を備え、上記三原色光源23から入射される三原色光を導光板24により混合して白色光を出射することにより、白色光で上記液晶表示パネル10を背面側から照明する所謂エッジライト方式のバックライトである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the backlight device 20 is driven by an LED driving unit 21 to emit three primary color lights, the three primary color light sources 23 including a red LED 22R, a green LED 22G, and a blue LED 22B, and the three primary color light sources 23 are edges. The liquid crystal display panel includes a backlight unit 25 having a light guide plate 24 provided in a portion, and mixes the three primary color light incident from the three primary color light sources 23 with the light guide plate 24 to emit white light. This is a so-called edge light type backlight that illuminates 10 from the back side.

なお、上記液晶表示パネル10と導光板24の間には、互いに直交する方向にプリズムが配列されてなる2枚のプリズムシート26X,26Y及び拡散シート27が配され、また、上記導光板25の背面には反射シート28が配されている。   Between the liquid crystal display panel 10 and the light guide plate 24, two prism sheets 26X and 26Y and a diffusion sheet 27 in which prisms are arranged in a direction orthogonal to each other are disposed. A reflection sheet 28 is disposed on the back surface.

そして、この液晶表示装置100におけるバックライト装置20は、その要部構成を図2のブロック図に模式的に示すように、上記三原色光源23から三原色光が入射される上記導光板24の入射面と対向する面に設けられた光量センサ31からなる光量検出部32と、上記光量検出手部32による検出出力に基づいて、上記三原色光源23が出射する三原色光の光量バランスを制御する制御部33を備える。   The backlight device 20 in the liquid crystal display device 100 has an incident surface of the light guide plate 24 on which the three primary color light sources are incident from the three primary color light sources 23 as schematically shown in the block diagram of FIG. And a control unit 33 for controlling the light quantity balance of the three primary color lights emitted from the three primary color light sources 23 based on the detection output by the light quantity detection hand part 32. Is provided.

上記制御部33は、一定時間間隔おきに、上記光量検出部32による検出出力に基づいて、上記三原色光源が出射する三原色光の光量バランスを制御する。   The controller 33 controls the light quantity balance of the three primary color lights emitted from the three primary color light sources based on the detection output from the light quantity detector 32 at regular time intervals.

上記光量検出部32の光量センサ31には、可視光の全波長に渡り、感度の差があっても、十分な出力を得られる特性を有しているものが使用される。   As the light quantity sensor 31 of the light quantity detection unit 32, a sensor having a characteristic capable of obtaining a sufficient output even if there is a difference in sensitivity over all wavelengths of visible light is used.

上記制御部33は、図3に示すように、輝度調整時にはLED駆動部21により赤色LED22R、緑色LED22G、青色LED22Bをパルス駆動し、そのパルスに同期して光量センサ31を起動させる。そして、上記制御部33は、R点灯時に光量センサ31から得られる出力をRの輝度とし、G点灯時に光量センサ31の出力をGの輝度とし、B点灯時に光量センサ31の出力をBの輝度として検出し、上記光量検出部32による検出出力に基づいて、上記三原色光源23が出射する三原色光の光量バランスを制御する。なお、光量センサ31の感度は各波長領域で異なるので、しかるべき演算をすることにより赤色LED22R、緑色LED22G、青色LED22Bの真の出力を算出する。   As shown in FIG. 3, the controller 33 drives the red LED 22R, the green LED 22G, and the blue LED 22B in pulses by the LED driving unit 21 at the time of brightness adjustment, and activates the light quantity sensor 31 in synchronization with the pulses. Then, the control unit 33 sets the output obtained from the light quantity sensor 31 when R is lit to R brightness, the output of the light quantity sensor 31 is G brightness when G is lit, and the output of the light quantity sensor 31 is B brightness when B is lit. And the light quantity balance of the three primary color lights emitted from the three primary color light sources 23 is controlled based on the detection output from the light quantity detection unit 32. Since the sensitivity of the light quantity sensor 31 differs in each wavelength region, the true output of the red LED 22R, the green LED 22G, and the blue LED 22B is calculated by performing an appropriate calculation.

例えば、上記光量検出部32により検出された赤色LED22R、緑色LED22G、青色LED22Bの各出力すなわちR,G,Bの輝度レベル(光量)を予め記憶していたR,G,Bの最適輝度レベルと比較演算することにより、最適輝度との差を割り出し、その差から最適な輝度を出すための電流調整量を算出する。そして、上記最適電流量をLED駆動部に指示し、駆動電流値を修正させる。   For example, the R, G, and B optimum brightness levels stored in advance as the outputs of the red LED 22R, the green LED 22G, and the blue LED 22B detected by the light quantity detection unit 32, that is, the R, G, and B brightness levels (light quantity) are stored in advance. By performing a comparison operation, a difference from the optimum luminance is determined, and a current adjustment amount for obtaining the optimum luminance is calculated from the difference. Then, the optimal current amount is instructed to the LED drive unit, and the drive current value is corrected.

これにより、上記三原色光源23が出射する三原色光の光量を制御することで、三原色光の光量バランスを制御し、上記三原色光を混合して得られる白色光を一定の色度範囲に制御する。   Thereby, the light quantity balance of the three primary color lights is controlled by controlling the light quantity of the three primary color lights emitted from the three primary color light sources 23, and the white light obtained by mixing the three primary color lights is controlled within a certain chromaticity range.

ここで、実際のLED光源の輝度変化を測定したところ、図4に示すように、非常に緩やかなものであり、数分乃至数時間か間隔で1回フィードバック制御すれば、上記三原色光を混合して得られる白色光を一定の色度範囲に制御することができる。   Here, when the luminance change of the actual LED light source was measured, as shown in FIG. 4, it was very gradual, and if the feedback control was performed once every several minutes to several hours, the above three primary color lights were mixed. Thus, the white light obtained can be controlled within a certain chromaticity range.

このように、この液晶表示装置100におけるバックライト装置20では、赤色発光ダイオード23R、緑色発光ダイオード23G及び青色発光ダイオードBからなる三原色光源23から出射される三原色光の光量を光量検出部32により検出し、上記光量検出部32による検出出力に基づいて、制御部33により、一定時間間隔おきに、上記三原色光源23が出射する三原色光のうちの赤色の光量を制御することにより、上記三原色光源23からの三原色光を混合して得られる白色光を一定の色度範囲に制御することができる。   As described above, in the backlight device 20 in the liquid crystal display device 100, the light amount detection unit 32 detects the light amount of the three primary color light emitted from the three primary color light source 23 including the red light emitting diode 23R, the green light emitting diode 23G, and the blue light emitting diode B. Then, based on the detection output from the light quantity detector 32, the controller 33 controls the red light quantity of the three primary color lights emitted from the three primary color light sources 23 at regular time intervals, whereby the three primary color light sources 23 are controlled. The white light obtained by mixing the three primary color lights from can be controlled in a certain chromaticity range.

さらに、上記光量検出部32を一種類の光量センサ31で構成し、上記制御部33は、上記三原色光源23を原色光毎にパルス点灯させ、その点灯に同期して上記光量センサ31を起動し、上記光量検出部32により各色の光量を検出させることにより、単純な一系統のフィードバックで色制御を行うことができる。   Further, the light quantity detection unit 32 is composed of one type of light quantity sensor 31, and the control unit 33 turns on the three primary color light sources 23 for each primary color light, and activates the light quantity sensor 31 in synchronization with the lighting. By controlling the light amount of each color by the light amount detection unit 32, color control can be performed with a simple system of feedback.

なお、LEDの温度特性は、図5に示すように、−20℃〜+70℃間において、白色LEDはxy色度図上での変化量は小さく、R・G・Bの三色LEDで白色を表示した場合は変化量が大きい。しかし、R・G・Bを単色で表示させた場合、同環境下においてもxy色度図上での変化量は小さい。図6に示すように、三色LEDで白色が変化してしまうのは、輝度(この場合、光の出力量)変化によるためである。このとき、R・G・B単色の変化をみると、Rの変化量が著しいが、GとBの単色変化量は、白色LEDに比べても、変化量が少ない。従って、Rのみの光出力をフィードバック制御することにより、従来の白色LEDと同レベルの白色・色度範囲をコントロールすることも可能である。   As shown in FIG. 5, the temperature characteristics of the LED are between −20 ° C. and + 70 ° C., and the white LED has a small amount of change on the xy chromaticity diagram, and the white color is an R / G / B three-color LED. When is displayed, the amount of change is large. However, when R, G, and B are displayed in a single color, the amount of change on the xy chromaticity diagram is small even in the same environment. As shown in FIG. 6, the reason why the white color changes in the three-color LED is due to a change in luminance (in this case, the output amount of light). At this time, when the change in R, G, and B single colors is seen, the change amount of R is remarkable, but the change amounts of the single color changes of G and B are small compared to the white LED. Therefore, it is also possible to control the white / chromaticity range at the same level as that of the conventional white LED by feedback-controlling the light output of only R.

三原色光を出射する赤色発光ダイオード23R、緑色発光ダイオード23G及び青色発光ダイオードBからなる三原色光源23と、上記三原色光源23からの三原色光を混合して白色光を出射するバックライトユニット26と、上記三原色光源23から出射される三原色光の各色の光量を検出する光量検出部32と、上記光量検出部32による検出出力に基づいて、上記三原色光源23が出射する三原色光の光量バランスを制御する制御部33とを備える。   Three primary color light sources 23 composed of a red light emitting diode 23R, a green light emitting diode 23G, and a blue light emitting diode B that emit three primary color lights, a backlight unit 26 that emits white light by mixing the three primary color lights from the three primary color light sources 23, and the above A light amount detection unit 32 that detects the light amounts of the three primary color lights emitted from the three primary color light sources 23 and a control that controls the light quantity balance of the three primary color lights emitted from the three primary color light sources 23 based on the detection output from the light amount detection unit 32. Part 33.

上述の実施の形態では、本発明をバックライト型の液晶表示装置(LCD)に適用したが、本発明は、フロントライト型の表示装置やLCD以外の非自発光型ディスプレイに適用することもできる。また、バックライト装置の光源として、R・G・Bの三色LED以外にレーザー光源などを用いることもでき、さらに、4つのピーク波長を有する光源を用いるようにしてもよい。   In the above embodiment, the present invention is applied to a backlight type liquid crystal display device (LCD). However, the present invention can also be applied to a front light type display device and a non-self-luminous display other than the LCD. . Further, as the light source of the backlight device, a laser light source or the like can be used in addition to the R, G, and B three-color LEDs, and a light source having four peak wavelengths may be used.

本発明を適用した液晶表示装置の構造を模式的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows typically the structure of the liquid crystal display device to which this invention is applied. 上記液晶表示装置におけるバックライト装置の構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the backlight apparatus in the said liquid crystal display device. 上記バックライト装置における制御部による制御を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the control by the control part in the said backlight apparatus. 実際のLED光源の輝度変化の測定結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the measurement result of the luminance change of an actual LED light source. 白色LEDとR・G・Bの三色LEDの色度の温度特性をxy色度図上に示した特性図であるIt is the characteristic figure which showed on the xy chromaticity diagram the temperature characteristic of chromaticity of white LED and R, G, B three-color LED. 白色LEDとR・G・Bの三色LEDの輝度の温度特性を示した特性図である。It is the characteristic figure which showed the temperature characteristic of the brightness | luminance of white LED and R, G, B three color LED. 従来のバックライト装置の構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the conventional backlight apparatus. 上記バックライト装置の光量検出部に備えられた各光量センサの感度特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the sensitivity characteristic of each light quantity sensor with which the light quantity detection part of the said backlight apparatus was equipped.

符号の説明Explanation of symbols

10 液晶表示パネル、11,12 ガラス基板、13 液晶層、14,15 偏光板、20 バックライト装置、21 LED駆動部、22R 赤色LED、22G 緑色LED、22B 青色LED、23 三原色光源、24 導光板、25 バックライトユニット、26X,26Y プリズムシート、27 拡散シート、28 反射シート、31 光量センサ、32 光量検出手部、33 制御部、100 液晶表示装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display panel, 11, 12 Glass substrate, 13 Liquid crystal layer, 14, 15 Polarizing plate, 20 Backlight apparatus, 21 LED drive part, 22R Red LED, 22G Green LED, 22B Blue LED, 23 Three primary color light source, 24 Light guide plate , 25 Backlight unit, 26X, 26Y Prism sheet, 27 Diffusion sheet, 28 Reflection sheet, 31 Light quantity sensor, 32 Light quantity detection hand part, 33 Control part, 100 Liquid crystal display device

Claims (5)

表示パネルを照明する照明装置であって、
それぞれ異なる発光色をもつ複数の発光光源と、
上記複数の発光光源から出射された複数色の光を混合して表示パネルに出射する照明ユニットと、
上記複数の発光光源から出射される複数色の光の少なくとも一色の光量を検出する光量検出手段と、
一定時間間隔おきに、上記光量検出手段による検出出力に基づいて、上記複数の発光光源が出射する複数色の光の光量バランスを制御する制御手段と
を備えることを特徴とする照明装置。
An illumination device for illuminating a display panel,
A plurality of light emission sources each having a different emission color;
A lighting unit that mixes light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting light sources and emits the light to a display panel;
A light amount detecting means for detecting a light amount of at least one color of light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting sources;
And a control means for controlling the light quantity balance of the light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting light sources based on detection outputs from the light quantity detecting means at regular time intervals.
上記光量検出手段は、一種類の光量センサからなり、
上記制御手段は、上記複数の発光光源毎にパルス点灯させ、その点灯に同期して上記光量センサを起動し、上記光量検出手段により各色の光量を検出させる制御を行うことを特徴とする請求項1記載の照明装置。
The light amount detecting means is composed of one kind of light amount sensor,
The control means performs control to cause the plurality of light-emitting light sources to pulse-light, activate the light quantity sensor in synchronization with the lighting, and detect the light quantity of each color by the light quantity detection means. The lighting device according to 1.
照明装置により照明される表示パネルを備える表示装置であって、
上記照明装置は、それぞれ異なる発光色をもつ複数の発光光源と、上記複数の発光光源から出射される複数色の光を混合して表示パネルに出射する照明ユニットと、上記複数の発光光源から出射される複数色の光の各色の光量を検出する光量検出手段と、一定時間間隔おきに、上記光量検出手段による検出出力に基づいて、上記複数の発光光源が出射する複数色の光の光量バランスを制御する制御手段と
を備えることを特徴とする表示装置。
A display device comprising a display panel illuminated by a lighting device,
The lighting device includes a plurality of light emitting light sources having different emission colors, a lighting unit that mixes light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting light sources and emits the light to a display panel, and the light emitted from the plurality of light emitting sources. A light amount detecting means for detecting the light amount of each color of the plurality of colors of light, and a light amount balance of the light of the plurality of colors emitted from the plurality of light emitting light sources based on detection outputs from the light amount detecting means at regular time intervals. And a control means for controlling the display.
表示パネルを照明する照明方法であって、
それぞれ異なる発光色をもつ複数の発光光源から出射された複数色の光を混合して表示パネルに出射し、
上記複数の発光光源から出射される複数色の光の少なくとも一色の光量を検出し、
その検出出力に基づいて、一定時間間隔おきに、上記複数の発光光源が出射する複数色の光の光量バランスを制御する
ことを特徴とする照明方法。
An illumination method for illuminating a display panel,
Mixing multiple colors of light emitted from multiple light sources with different emission colors and emitting them to the display panel
Detecting the amount of light of at least one color of light of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting light sources,
An illumination method characterized by controlling the light intensity balance of a plurality of colors emitted from the plurality of light emitting sources at regular time intervals based on the detection output.
上記複数の発光光源毎にパルス点灯し、その点灯に同期して光量センサを起動し、一種類の上記光量センサにより各色の光量を検出する
ことを特徴とする請求項4記載の照明方法。
The illumination method according to claim 4, wherein the plurality of light emitting light sources are pulse-lit, a light amount sensor is started in synchronization with the lighting, and the light amount of each color is detected by one type of the light amount sensor.
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