JP2012142224A - Backlight device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックライト装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a backlight device and a control method thereof.
液晶ディスプレイのバックライトからの光の輝度や色は、バックライトを構成するLEDの経時劣化などにより変動する。従来、そのような変動を抑える技術が提案されている。
特許文献1に開示の技術では、液晶ディスプレイの垂直ブランキング期間または水平ブランキング期間にバックライトを構成する赤色LED、青色LED、緑色LEDの何れかのLEDが点灯される。点灯したLEDの光量を光センサで検出し、検出結果に応じてLEDの発光量を制御することにより、バックライトの色が調整される。
また、特許文献2に記載の技術では、各々が複数のLEDからなる複数の発光部のうち、光量検出の対象となる発光部のみを点灯させる検出用点灯が行われる。検出用点灯を各発光部に対して順次行うことにより、発光部毎に光量が検出される。検出結果に応じて発光部毎に発光量を制御することにより、バックライトの輝度や色が調整される。
The brightness and color of light from the backlight of the liquid crystal display vary due to deterioration with time of the LEDs constituting the backlight. Conventionally, techniques for suppressing such fluctuations have been proposed.
In the technique disclosed in Patent Document 1, any one of a red LED, a blue LED, and a green LED that constitutes a backlight is turned on during a vertical blanking period or a horizontal blanking period of a liquid crystal display. The amount of light of the lit LED is detected by an optical sensor, and the color of the backlight is adjusted by controlling the light emission amount of the LED according to the detection result.
Moreover, in the technique described in Patent Document 2, detection lighting is performed in which only a light emitting unit that is a target of light amount detection is turned on among a plurality of light emitting units each formed of a plurality of LEDs. By sequentially performing the detection lighting for each light emitting unit, the amount of light is detected for each light emitting unit. The luminance and color of the backlight are adjusted by controlling the light emission amount for each light emitting unit according to the detection result.
しかしながら、特許文献1に開示の技術では、光量検出のために垂直ブランキング期間または水平ブランキング期間を設けなければならない。この期間では、LEDの点灯がモニタを通してユーザに見えないようにするために、液晶素子を非透過状態(バックライトからの光が透過されない状態)にして黒画面を表示する必要がある。そのため、特許文献1に開示の技術では、ディスプレイの発光時間(画面から光が出力される時間)が短くなってしまう、即ちディスプレイの発光効率が低下してしまうという問題があった。
また、特許文献2に開示の技術においても、検出用点灯時は、発光部が発する光がユーザに見えないようにするために、液晶素子を非透過状態にする必要がある。そのため、特許文献2に開示の技術でも、特許文献1に開示の技術と同様に、ディスプレイの発光効率が低下してしまうという問題があった。
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide a vertical blanking period or a horizontal blanking period for light quantity detection. During this period, it is necessary to display a black screen with the liquid crystal element in a non-transmissive state (a state where light from the backlight is not transmitted) in order to prevent the LED from being seen by the user through the monitor. For this reason, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that the light emission time of the display (light output time from the screen) is shortened, that is, the light emission efficiency of the display is lowered.
Also in the technique disclosed in Patent Document 2, it is necessary to make the liquid crystal element non-transparent in order to prevent the light emitted from the light emitting unit from being seen by the user during detection lighting. For this reason, the technique disclosed in Patent Document 2 has a problem in that the light emission efficiency of the display is reduced, as in the technique disclosed in Patent Document 1.
そこで、本発明は、ディスプレイの発光効率を低下させることなく、バックライトからの光の輝度及び色の変動を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing variations in luminance and color of light from a backlight without reducing the light emission efficiency of the display.
本発明の第1の態様は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部と、前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、1つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、を有することを特徴とするバックライト装置である。 According to a first aspect of the present invention, a plurality of light emitting units that are driven by an input pulse signal and function as a backlight of a liquid crystal panel, and a pulse signal that is input to at least some of the plurality of light emitting units. By changing the cycle, phase, or duty ratio, a setting unit that sets a detection period, which is a period during which only one light emitting unit emits light, for each light emitting unit, and a light emitting unit that emits light during the detection period When the light emission amount detected by the detection means and the light emission amount detected by the detection means deviates from a predetermined value, the light emission amount of the detection target light emission portion becomes the predetermined value. As described above, the backlight device includes an adjusting unit that adjusts at least one of a duty ratio and a pulse amplitude of a pulse signal input to the detection target light emitting unit.
本発明の第2の態様は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部を有するバックライト装置の制御方法であって、前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、1つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定ステップと、前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整ステップと、を有することを特徴とするバックライト装置の制御方法である。 A second aspect of the present invention is a control method of a backlight device having a plurality of light emitting units that are driven by an input pulse signal and function as a backlight of a liquid crystal panel, and at least of the plurality of light emitting units. A setting step for setting, for each light emitting unit, a detection period, in which only one light emitting unit emits light, by changing the period, phase, or duty ratio of a pulse signal input to some light emitting units; A detection step of detecting a light emission amount of a detection target light emission unit that is a light emission unit that emits light during a detection period, and when the light emission amount detected in the detection step deviates from a predetermined value, the detection target light emission unit An adjustment step of adjusting at least one of a duty ratio and a pulse amplitude of a pulse signal input to the detection target light emitting unit so that the amount of emitted light becomes the predetermined value. A control method for the backlight device, characterized by.
本発明によれば、ディスプレイの発光効率を低下させることなく、バックライトからの光の輝度及び色の変動を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the brightness | luminance and color variation of the light from a backlight can be suppressed, without reducing the luminous efficiency of a display.
<実施例1>
以下、図面を参照して、本発明の実施例1に係るバックライト装置及びその制御方法について詳細に説明する。
図1は、本実施例に係るバックライト装置を有する液晶ディスプレイの構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、本実施例に係る液晶ディスプレイは、映像入力部110、映像処理部120、表示部130、バックライト装置200などを有する。
<Example 1>
Hereinafter, a backlight device and a control method thereof according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a liquid crystal display having a backlight device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display according to the present embodiment includes a
映像入力部110は、例えば、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)、DVI(Digital Visual Interface)、DisplayPortなどの映像入力端子である。映像入
力部110は、パーソナルコンピュータやビデオプレイヤーなどの映像出力機器と接続される。映像入力部110は、映像出力機器が出力する映像信号を受信し、受信した映像信号を映像処理部120に出力する。
映像処理部120は、映像入力部110が出力する映像信号に画像処理を施す。映像処理部120が行う画像処理は、後述する表示部130の表示特性などに応じて映像信号の輝度、色、ガンマ値などを補正するものである。映像処理部120は、画像処理が施され
た映像信号を表示部130に出力する。
表示部130は、例えば、液晶パネルであり、映像処理部120が出力する映像信号に基づく映像を表示する。表示部130の背面にはバックライト(具体的には、後述する発光部210〜240)が配置されている。バックライトが表示部130の背面から光を照射することにより、視聴者は表示部130に表示された映像を見ることができる。
The
The
The
バックライト装置200は、発光部210、発光部220、発光部230、発光部240、光センサ部250、発光量制御部260などを有する。なお、発光部の数は4つに限らない。4つより少なくてもよいし、多くてもよい。
The
発光部210は、入力されたパルス信号(発光量制御部260が出力するパルス信号)により駆動され、表示部130のバックライトとして機能する。本実施例では、発光部210は、互いに異なる色の光を発する複数のLED(赤色LED211、青色LED212、緑色LED213)で構成されている。各色のLED(発光素子)の発光量は、発光量制御部260が出力するパルス信号を制御することによって互いに独立に制御可能である。発光部210の各LEDは、発光量制御部260が出力するパルス信号がHighの期間は点灯し、Lowの期間は消灯する。そのため、発光量制御部260が出力するパルス信号のデューティ比(パルス信号の1周期の長さに対するHighの期間の長さの割合)が増加すると、パルス信号のHighの期間が長くなり、LEDの点灯期間も長くなるため、LEDの発光量が増加する。パルス信号のデューティ比が減少すると、パルス信号のHighの期間が短くなり、LEDの点灯期間も短くなるため、LEDの発光量が減少する。赤色LED211、青色LED212、緑色LED213の発する光が混色することにより、発光部210からは白色の光が得られる。
発光部220、発光部230、発光部240は、それぞれ、発光部210と同様の機能構成を有する。
The
The
なお、本実施例では、パルス信号のパルス幅(デューティ比)を変更(制御)すること(PWM(Pulse Width Modulation))によりLEDの発光量を制御するものとするが、LEDの発光量の制御方法はこれに限らない。LEDは、発光量制御部260が出力する駆動電流(パルス信号のパルス振幅)が増加すると発光量が増加し、駆動電流が減少すると発光量が減少する。そのため、パルス信号のパルス振幅を変更すること(PAM(Pulse Amplitude Modulation))によりLEDの発光量を制御してもよい。上記PWMとPAMの両方を組み合わせてもよい。即ち、パルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整することにより発光部の発光量を制御することができる。
In this embodiment, the light emission amount of the LED is controlled by changing (controlling) the pulse width (duty ratio) of the pulse signal (PWM (Pulse Width Modulation)). The method is not limited to this. In the LED, the light emission amount increases as the drive current (pulse amplitude of the pulse signal) output from the light emission
光センサ部250は、入力された光(具体的には、発光部が発する光)の光量を検出する。本実施例では、光センサ部250は、入力された光の光量を赤色成分、青色成分、緑色成分に分けて検出する。例えば、光センサ部250は、カラーセンサとA/Dコンバータから構成される。カラーセンサは、発光部が発する光の赤色成分、青色成分、緑色成分の光量をそれぞれ検出する。カラーセンサは、各色の検出値(検出信号)をそれぞれA/Dコンバータに出力する。A/Dコンバータは、カラーセンサが出力する赤色、青色、緑色の検出値をデジタル値(デジタル信号)に変換する。A/Dコンバータは、デジタル値に変換した赤色、青色、緑色の検出値を発光量制御部260に出力する。
The
図2に、発光部210、発光部220、発光部230、発光部240、光センサ部250の配置の一例を示す。なお、図2では、配置をわかりやすくするために、表示部130(表示面)もあわせて図示している。図2において、左上に発光部210、左下に発光部220、右上に発光部230、右下に発光部240が位置する。発光部210は、赤色LED211、青色LED212、緑色LED213から構成される。発光部220は、赤色LED221、青色LED222、緑色LED223から構成される。発光部230は
、赤色LED231、青色LED232、緑色LED233から構成される。発光部240は、赤色LED241、青色LED242、緑色LED243から構成される。表示面の中央に光センサ部250が位置する。
FIG. 2 shows an example of the arrangement of the
発光量制御部260は、各発光部を制御する。具体的には、発光量制御部260は、光センサ部250が検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値に基づいて各発光部のLEDに入力するパルス信号を制御する。図3に、発光量制御部260が発光部210の各LEDに入力するパルス信号のタイミングチャートを示す。図3において、表示部130が表示する映像信号のフレームレートは、例えば、60Hzである。発光量制御部260が赤色LED211、青色LED212、緑色LED213に入力するパルス信号の1周期の長さは、それぞれ、表示部130で表示される映像(表示部130に入力される映像信号)の1フレームの期間よりも短い。即ち、赤色LED211、青色LED212、緑色LED213には、それぞれ、表示部130で表示される映像の1フレームの期間中に複数周期のパルス信号が入力される。発光量制御部260による各発光部の制御の詳細は後述する。
The light emission
次に、バックライトからの光の輝度及び色(発光部の発光量)を調整する際のバックライト装置の動作の一例について説明する。
図4は、発光量を調整する前の各LEDの動作状態を示すタイミングチャートである。図4において、発光量制御部260が発光部210のLED211〜213、発光部220のLED221〜223、発光部230のLED231〜233、発光部240のLED241〜243に入力するパルス信号のデューティ比及び周期は互いに等しい。以後、発光部の発光量を調整する前のパルス信号を基準信号と呼ぶ。
本実施例では、発光部毎に、その発光部の発光量を調整する。例えば、発光量制御部260は、調整する発光部を映像処理部120からの同期信号に同期して切り替える。但し、調整する発光部の切り替え方法はこれに限らない。同期信号とは無関係に調整する発光部が切り替えられてもよい(映像処理部120は発光量制御部260へ同期信号を出力しなくてもよい)。
Next, an example of the operation of the backlight device when adjusting the luminance and color of light from the backlight (light emission amount of the light emitting unit) will be described.
FIG. 4 is a timing chart showing the operating state of each LED before adjusting the light emission amount. In FIG. 4, the duty ratio of pulse signals input to the
In this embodiment, the light emission amount of each light emitting unit is adjusted. For example, the light emission
最初に、発光量制御部260は、発光部210の発光量を調整する。図5に発光量制御部260が発光部210の発光量を調整する際のフローチャートを示す。
ステップ11において、発光部210の発光量を検出するために、発光量制御部260は、バックライト装置200が有する複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期を変更する。また、本実施例では、発光量制御部260は、発光部に入力するパルス信号の周期を、表示部130で表示される映像の1フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更する。例えば、発光部210を構成する各LEDに入力するパルス信号の周期を基準信号の周期の2倍に変更する。
図6は、ステップ11後の(発光量制御部260がパルス信号の周期を変更した際の)各LEDの動作状態を示すタイミングチャートである。図6に示すように、発光量制御部260が発光部210の赤色LED211、青色LED212、緑色LED213に入力するパルス信号の周期は、それぞれ、図4の周期(基準信号の周期)の2倍に変わっている。パルス信号の周期を2倍に変更しても1フレーム期間にLEDが点灯する時間は変わらないため、発光部210の発光量は変化しない。そのため、表示部130が表示する映像は、上記周期の変更による影響を受けない。
First, the light emission
In step 11, in order to detect the light emission amount of the
FIG. 6 is a timing chart showing the operation state of each LED after step 11 (when the light emission
ステップ11の処理により、発光部210のみが発光し(具体的には、発光部210を構成する全てのLED211〜213が同時に発光し)、発光部220,230,240が発光していない期間(図6における期間ts1)が設定される。このように、1つの発光部のみが発光する期間を、検出期間と呼ぶ。
なお、本実施例では、発光部220,230,240の各LEDに入力するパルス信号
の周期を変更することにより、発光部210のみが発光する期間が設定されてもよい。
By the processing of step 11, only the
In this embodiment, the period during which only the
ステップ12において、光センサ部250は、上記検出期間に発光している発光部210を検出対象発光部として、その発光量(具体的にはLED211〜213のそれぞれの発光量)を検出する。光センサ部250は、期間ts1に検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を発光量制御部260に出力する。発光量制御部260は、光センサ部250から赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を取得する。
In step 12, the
ステップ13において、発光量制御部260は、ステップ12で検出した発光部210の発光量と以前の検出値(所定の値;初期値)、すなわち、発光部210からの光の輝度及び色が変動する前に光センサ部250で検出された値とを比較する。具体的には、色毎に、ステップ12で取得した検出値と、初期値とを比較する。初期値は、例えば、工場の製造工程において光センサ部250により検出した検出値である。ステップ12で検出した発光部210の発光量が所定の値からずれている場合、即ちLED211〜213の中に、ステップ12で取得した検出値が初期値からずれているLEDが存在する場合には、ステップ14に進む。ステップ12で検出した発光部210の発光量が所定の値からずれていない場合には、発光部210の発光量は変動していないため、発光量制御部260は発光部210の発光量の変更を行わない。
In step 13, the light emission
ステップ14では、発光量制御部260が、発光部210の発光量が初期値となるように、発光部210に入力するパルス信号のデューティ比を調整する。具体的には、ステップ12で取得した検出値が初期値からずれているLEDの発光量が初期値となるように、該LEDに入力するパルス信号のデューティ比を調整する。より具体的には、色毎に、検出値の変化量(ステップ12で取得した検出値と初期値の差)に応じて、変化量が0となるように、その色のLED(発光部210のLED)に入力するパルス信号のデューティ比を変更する。なお、デューティ比ではなくパルス振幅が調整されてもよいし、デューティ比とパルス振幅の両方が調整されてもよい。
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図7に示す。図7において、青色検出値が初期値よりも小さいことから、青色LED212の発光量が低下しているのが分かる。そのため、発光量制御部260は、青色LED212の発光量が初期値に近づくように、発光部210の青色LED212に入力するパルス信号のデューティ比を増やす制御を行う。図9は、発光量制御部260がパルス信号のデューティ比を変更した際(LEDの発光量を調整した際)の各LEDの動作状態を示すタイミングチャートである。図9において、青色LED212のパルス信号の1周期内におけるHighの時間がΔB1だけ増やされ、Lowの時間がΔB1だけ減らされている(デューティ比が増やされている)。それにより、青色LED212の点灯期間は長くなるため、青色LED212の発光量が増加する。
発光量制御部260は、以上説明した図3のフローチャートに示す動作を繰り返し行う。
以上により、発光部210の発光量が調整される。
In step 14, the light emission
An example of the acquired detection value of each color and the initial value of each color is shown in FIG. In FIG. 7, since the blue detection value is smaller than the initial value, it can be seen that the light emission amount of the
The light emission
As described above, the light emission amount of the
次に、発光量制御部260は、発光部220を検出対象発光部として、発光部220の発光量を調整する。発光部220の発光量の調整方法は、発光部210の発光量の調整方法と同様である。
発光部220の発光量を検出するために、発光量制御部260は、発光部220を構成する各LEDに入力するパルス信号の周期を基準信号の周期の2倍に変更する。それにより、検出期間(発光部220のみが発光し(具体的には、発光部220を構成する全てのLED221〜223が同時に発光し)、発光部210,230,240が発光していない期間)が設定される。
光センサ部250は、上記検出期間に発光している発光部220を検出対象発光部とし
て、その発光量(具体的にはLED221〜223のそれぞれの発光量)を検出する。光センサ部250は、検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を発光量制御部260に出力する。発光量制御部260は、光センサ部250から赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を取得する。
Next, the light emission
In order to detect the light emission amount of the
The
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図8に示す。図8において、緑色検出値が初期値よりも大きいことから、緑色LED223の発光量が増加しているのが分かる。そのため、発光量制御部260は、緑色LED223の発光量が初期値に近づくように、発光部220の緑色LED223に入力するパルス信号のデューティ比を減らす制御を行う。図9において、緑色LED223のパルス信号の1周期内におけるHighの時間がΔG2だけ減らされ、Lowの時間がΔG2だけ増やされている(デューティ比が減らされている)。それにより、緑色LED223の点灯期間は短くなるため、緑色LED223の発光量が減少する。
発光量制御部260は以上説明した動作を繰り返し行う。
以上により、発光部220の発光量が調整される。
An example of the acquired detection value of each color and the initial value of each color is shown in FIG. In FIG. 8, since the green detection value is larger than the initial value, it can be seen that the light emission amount of the
The light emission
As described above, the light emission amount of the
発光部230及び発光部240についても、発光部210、発光部220と同様に発光量が調整される。
発光量制御部260は、以上のような各発光部の発光量の調整動作を定期的に行い、各発光部の発光量の変化を抑える。したがって、バックライト装置200が表示部130を照射する白色の光の輝度及び色の変動が低減される。
The light emission amount of the
The light emission
以上説明したように本実施例によれば、バックライト装置200が有する複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期を変更することにより、1つの発光部のみが発光する期間である検出期間が発光部毎に設定される。そして、検出期間での光量の検出結果に基づいて、検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比やパルス振幅、ひいては検出対象発光部の発光量が調整される。それにより、発光部を構成するLEDの経時劣化などによる発光部の発光量の変動を抑制することができ、バックライトからの光の輝度や色の変動を低減することができる。そして、本実施例では、表示部130に黒色(黒画面)を表示する必要がないため、ディスプレイの発光効率の低下を抑制することができる。
また、本実施例では、検出期間を設定する際に、発光部に入力するパルス信号の周期が、液晶パネルで表示される映像の1フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更される。そのため、ディスプレイの発光効率の低下をなくすことができる。
As described above, according to the present embodiment, only one light emitting unit emits light by changing the cycle of the pulse signal input to at least some of the light emitting units of the
Also, in this embodiment, when setting the detection period, the period of the pulse signal input to the light emitting unit is such that the light emission amount of the light emitting unit per one frame period of the image displayed on the liquid crystal panel is maintained. Changed to Therefore, it is possible to eliminate a decrease in the light emission efficiency of the display.
なお、本実施例では、光センサ部250にて各発光部の発光量を検出する際に、発光量制御部260が発光部に入力するパルス信号の周期を変更することにより、検出期間が設定されていた。しかし、検出期間の設定方法は、これに限るものではない。例えば、パルス信号の位相を変えることにより検出期間が設定されてもよい。発光部に入力するパルス信号の位相が、液晶パネルで表示される映像の1フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更されることが好ましい。
図10は、発光量制御部260がパルス信号の位相を変更した際の各LEDの動作状態を示すタイミングチャートである。
図10において、発光量制御部260が発光部210の赤色LED211、青色LED212、緑色LED213に入力するパルス信号の位相は基準信号の位相からシフトされている。それにより、発光部210のみが発光する期間(図10における期間ts3)、即ち検出期間が設定される。パルス信号の位相をシフト(変更)しても1フレーム期間にLEDが点灯する時間は変わらないため、発光部210の発光量は変化しない。そのため、表示部130に表示する映像は、上記位相の変更による影響を受けない。この場合、光センサ部250は、図10における期間ts3に光量を検出する。
In this embodiment, when the
FIG. 10 is a timing chart showing the operation state of each LED when the light emission
In FIG. 10, the phase of the pulse signal input to the
また、パルス信号のデューティ比を変えることにより検出期間が設定されてもよい。発光部に入力するパルス信号のデューティ比が、液晶パネルで表示される映像の1フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更されることが好ましい。この方法は、図11に示す発光部220の青色LED222のように、全期間において点灯しているLEDが存在する場合(全期間でパルス信号がHighの場合)に有効である。
図12は、発光量制御部260がパルス信号のディーティ比を変更した際の各LEDの動作状態を示すタイミングチャートである。
図12において、発光量制御部260が発光部210の各LEDに出力するパルス信号は、図11の状態に比べ、駆動電流(パルス振幅)が減らされ、ディーティ比が増やされている。振幅を減らして発光量が低下した分、ディーティ比を増やして発光量が増加するように、振幅とデューティ比が変更されているので、発光部210の発光量は図11に示す状態と同じである。また、図12において、発光量制御部260が発光部220の青色LED222に出力するパルス信号は、図11の状態に比べ、振幅が増やされ、ディーティ比が減らされている。振幅を増やして発光量が増加した分、ディーティ比を減らして発光量が低下するように、振幅とデューティ比が変更されているので、青色LED222の発光量は図11に示す状態と同じである。そのため、表示部130に表示する映像は、上記振幅及びデューティ比の変更による影響を受けない。
上述したようにパルス信号のデューティ比を変更することにより、発光部210のみが発光する期間(図12における期間ts4)、即ち検出期間が設けられる。この場合、光センサ部250は、図12における期間ts4に光量を検出する。
Further, the detection period may be set by changing the duty ratio of the pulse signal. It is preferable that the duty ratio of the pulse signal input to the light emitting unit is changed so that the light emission amount of the light emitting unit per one frame period of an image displayed on the liquid crystal panel is maintained. This method is effective when there is an LED that is lit during the entire period, such as the
FIG. 12 is a timing chart showing the operation state of each LED when the light emission
In FIG. 12, the pulse signal output from the light emission
By changing the duty ratio of the pulse signal as described above, a period during which only the
また、本実施例では、各発光部が赤色、青色、緑色のLEDから構成されているものとした。しかし、各発光部の構成はこれに限らない。例えば、各発光部は、4色以上のLEDから構成されていてもよいし、白色LED(入力されたパルス信号により白色の光を発するLED)のみから構成されていてもよい。各発光部が白色LEDのみから構成されている場合には、光センサとしてフォトダイオードを用いることができる。 Further, in this embodiment, each light emitting unit is composed of red, blue, and green LEDs. However, the configuration of each light emitting unit is not limited to this. For example, each light emitting unit may be composed of LEDs of four or more colors, or may be composed of only white LEDs (LEDs that emit white light by an input pulse signal). In the case where each light emitting unit is composed only of a white LED, a photodiode can be used as an optical sensor.
<実施例2>
実施例1では、光センサ部が、赤色、青色、緑色の3色の光量を同時に検出し、各色の検出値を出力するものであった。本実施例では、光センサ部が1つの検出値のみを出力する場合について説明する。以下、実施例1と異なる点を中心に説明する。
本実施例に係るバックライト装置を有する液晶ディスプレイの構成を実施例1と同様に図1を用いて説明する。なお、実施例1と同様の機能については説明を省略する。
<Example 2>
In the first embodiment, the optical sensor unit detects the light amounts of the three colors of red, blue, and green at the same time, and outputs a detection value for each color. In this embodiment, the case where the optical sensor unit outputs only one detection value will be described. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
A configuration of a liquid crystal display having a backlight device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that description of functions similar to those of the first embodiment is omitted.
本実施例では、光センサ部250は、発光部が発する光の光量を各色の光量に分けずに検出する。光センサ部250は、例えば、フォトダイオードとA/Dコンバータから構成される。フォトダイオードは、各発光部の赤色LED、青色LED、緑色LEDが発する光の光量を検出する。フォトダイオードは、カラーセンサとは異なり、赤色成分、青色成分、緑色成分の光を区別して検出することはできない。フォトダイオードは、検出値をA/Dコンバータに出力する。A/Dコンバータは、フォトダイオードが出力する検出値をデジタル値に変換する。A/Dコンバータは、デジタル値に変換した検出値を発光量制御部260に出力する。
In this embodiment, the
次に、バックライトからの光の輝度及び色(発光部の発光量)を調整する際のバックライト装置の動作の一例について説明する。
本実施例では、検出対象発光部を構成する複数のLEDが1つずつ発光するように検出期間を設定する。
以下、具体的に説明する。なお、発光量を調整する前の各LEDの動作状態は図4に示すとおりとする。
Next, an example of the operation of the backlight device when adjusting the luminance and color of light from the backlight (light emission amount of the light emitting unit) will be described.
In this embodiment, the detection period is set so that the plurality of LEDs constituting the detection target light emitting unit emit light one by one.
This will be specifically described below. In addition, the operation state of each LED before adjusting the light emission amount is as shown in FIG.
最初に、発光量制御部260は、発光部210の発光量を調整する。図13に発光量制御部260が発光部210の発光量を調整する際のフローチャートを示す。
ステップ21において、発光量制御部260は、赤色LED211に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の2倍に変更する。
図14は、発光量制御部260が赤色LED211に出力するパルス信号の周期を変更した際の各LEDの動作状態を示すタイミングチャートである。図14に示すように、発光量制御部260が発光部210の赤色LED211に出力するパルス信号の周期は、図4の周期の2倍に変わっている。それにより、赤色LED211のみが発光する検出期間(図14における期間ts5)が設定される。
ステップ22において、光センサ部250は、上記検出期間に赤色LED211の発光量を検出する。光センサ部250は、期間ts5に検出した検出値を発光量制御部260に出力する。
First, the light emission
In step 21, the light emission
FIG. 14 is a timing chart showing the operation state of each LED when the period of the pulse signal output to the
In step 22, the
ステップ23において、発光量制御部260は、青色LED212に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の2倍に変更する。この時、赤色LED211に出力するパルス信号の周期は元に戻される。
ステップ24において、光センサ部250は、青色LED212のみが発光する期間(検出期間)に青色LED212の発光量を検出する。光センサ部250は、青色LED212のみが発光している検出期間に検出した検出値を発光量制御部260に出力する。
In step 23, the light emission
In step 24, the
ステップ25において、発光量制御部260は、緑色LED213に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の2倍に変更する。この時、青色LED212に出力するパルス信号の周期は元に戻される。
ステップ26において、光センサ部250は、緑色LED213のみが発光する期間(検出期間)に緑色LED213の発光量を検出する。光センサ部250は、緑色LED213のみが発光している検出期間に検出した検出値を発光量制御部260に出力する。
In step 25, the light emission
In step S <b> 26, the
ステップ27において、発光量制御部260は、色毎に、取得した検出値(ステップ22、ステップ24、または、ステップ26で検出された発光量)と、初期値とを比較する。LED211〜213の中に、取得した検出値が初期値からずれているLEDが存在する場合には、ステップ28に進む。存在しない場合には、発光部210の発光量は変動していないため、発光量制御部260は発光部210の発光量の変更を行わない。
In step 27, the light emission
ステップ28では、発光量制御部260が、色毎に、検出値の変化量に応じて、変化量が0となるように、その色のLED(発光部210のLED)に入力するパルス信号のデューティ比を調整する。
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図15に示す。図15において、青色LED212の検出値が初期値よりも小さいことから、青色LED212の発光量が低下しているのが分かる。そのため、発光量制御部260は、光センサ部250で検出された検出値が初期値に近づくように、発光部210の青色LED212に出力するパルス信号のデューティ比を増やす制御を行う。また、図15において、緑色LED213の検出値が初期値よりも大きいことから、緑色LED213の発光量が増加しているのが分かる。そのため、発光量制御部260は、光センサ部250で検出された検出値が初期値に近づくように、発光部220の緑色LED213に出力するパルス信号のデューティ比を減らす制御を行う。
In step 28, the light emission
An example of the acquired detection value of each color and the initial value of each color is shown in FIG. In FIG. 15, since the detection value of the
図16は、発光量制御部260がパルス信号のデューティ比を変更した際(LEDの発光量を調整した際)の各LEDの動作状態を示すタイミングチャートである。図16において、青色LED212のパルス信号の1周期内におけるHighの時間はΔB3だけ増
やされ、Lowの時間はΔB3だけ減らされている。それにより、青色LED212の点灯期間は長くなるため、青色LED212の発光量が増加する。また、緑色LED213のパルス信号の1周期内におけるHighの時間はΔG4だけ減らされ、Lowの時間はΔG4だけ増やされている。それにより、緑色LED213の点灯時間は短くなるため、緑色LED213の発光量が減少する。
発光量制御部260は、以上説明した図13のフローチャートに示す動作を繰り返し行う。
以上により、発光部210の発光量が調整される。
FIG. 16 is a timing chart showing the operation state of each LED when the light emission
The light emission
As described above, the light emission amount of the
発光部220、発光部230、及び、発光部240についても、発光部210と同様に発光量が調整される。
発光量制御部260は、以上のような各発光部の発光量の調整動作を定期的に行い、光センサ部250が検出する各発光部の発光量の変化を抑える。したがって、バックライト装置200が表示部130を照射する白色の光の輝度及び色の変動が低減される。
The light emission amount of the
The light emission
以上説明したように本実施例によれば、光センサ部250が各色の検出値を区別することができない場合でも、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、光センサ部250が各色の検出値を区別する必要がないため、より安価な構成で実施例1と同様の効果を得ることができる。具体的には、光センサ部250を、カラーセンサではなくフォトダイオードを用いた構成とすることができるため、カラーセンサを用いた構成よりも安価な構成で実施例1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, even when the
200 バックライト装置
210,220,230,240 発光部
250 光センサ部
260 発光量制御部
200
Claims (8)
前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、1つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、
前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、
を有することを特徴とするバックライト装置。 A plurality of light emitting units that are driven by the input pulse signal and function as a backlight of the liquid crystal panel;
By changing the period, phase, or duty ratio of a pulse signal input to at least some of the light emitting units among the plurality of light emitting units, a detection period, in which only one light emitting unit emits light, is set for each light emitting unit. Setting means to set to,
Detecting means for detecting a light emission amount of a detection target light emitting unit which is a light emitting unit emitting light during the detection period;
The duty of the pulse signal input to the detection target light emission unit so that the light emission amount of the detection target light emission unit becomes the predetermined value when the light emission amount detected by the detection unit is deviated from the predetermined value. Adjusting means for adjusting at least one of ratio and pulse amplitude;
A backlight device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のバックライト装置。 The setting means sets the cycle, phase, or duty ratio of the pulse signal input to the light emitting unit so that the light emission amount of the light emitting unit per one frame period of an image displayed on the liquid crystal panel is maintained. The backlight device according to claim 1, wherein the backlight device is changed.
前記検出手段は、入力された光の光量を前記複数のLEDの色毎に分けて検出するものであり、
前記検出期間では、前記検出対象発光部を構成する全てのLEDが同時に発光する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のバックライト装置。 The light emitting unit is composed of a plurality of LEDs that emit light of different colors,
The detection means detects the amount of input light separately for each color of the plurality of LEDs,
3. The backlight device according to claim 1, wherein in the detection period, all LEDs constituting the detection target light emitting unit emit light simultaneously.
前記検出期間では、前記検出対象発光部を構成する複数のLEDが1つずつ発光する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のバックライト装置。 The light emitting unit is composed of a plurality of LEDs that emit light of different colors,
3. The backlight device according to claim 1, wherein a plurality of LEDs constituting the detection target light emitting unit emit light one by one during the detection period.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のバックライト装置。 3. The backlight device according to claim 1, wherein the light emitting unit includes a white LED that emits white light in response to an input pulse signal. 4.
ことを特徴とする請求項3に記載のバックライト装置。 The backlight device according to claim 3, wherein the detection unit is a color sensor.
ことを特徴とする請求項4または5に記載のバックライト装置。 The backlight device according to claim 4, wherein the detection unit is a photodiode.
前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、1つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定ステップと、
前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整ステップと、
を有することを特徴とするバックライト装置の制御方法。 A method for controlling a backlight device that is driven by an input pulse signal and has a plurality of light emitting units that function as a backlight of a liquid crystal panel,
By changing the period, phase, or duty ratio of a pulse signal input to at least some of the light emitting units among the plurality of light emitting units, a detection period, in which only one light emitting unit emits light, is set for each light emitting unit. A setting step to set to
A detection step of detecting a light emission amount of a detection target light emitting unit that is a light emitting unit emitting light during the detection period;
The duty of the pulse signal input to the detection target light emission unit so that the light emission amount of the detection target light emission unit becomes the predetermined value when the light emission amount detected in the detection step deviates from a predetermined value. An adjustment step for adjusting at least one of the ratio and the pulse amplitude;
A control method for a backlight device, comprising:
Priority Applications (1)
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JP2014078395A (en) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Canon Inc | Light source device and control method for the same |
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