TW200810568A - Illuminator and liquid crystal display - Google Patents

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Description

200810568 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種混合複數個色光，而獲得特定的色 光之加法混合方式的照明裝置、以及使用該照明裝置的液 晶顯示裝置。 【先前技術】 近年來，薄型化的顯示器蔚爲液晶TV或電漿顯示器 (PDP ： Plasma Display Panel)具代表性之主流，其中行 動用顯示器較多爲液晶系，而期望忠實的色之再現性。又 ，液晶面板的背光，雖然以使用螢光管的 CCFL ( Cold Cathode Fluorescent Lamp)型式爲主流，但在環境上要 求減少水銀，而期望以發光二極體（LED : Light Emitting Diode)等做爲改變成CCFL的光源。 又，最近使用LED的照明機器等亦實用化。 在使用這種LED的照明裝置中，以往，以脈衝寬度 調變（PWM : Pulse Width Modulati 開啓）控制 LED 的驅 動電流，來調整發光亮度（例如，專利文獻1 )。 第20圖係表示使用進行PWM控制的以往之LED的 照明裝置之電路構成。該照明裝置1 0 1係由：主電源1 1 〇 :定電流電源110R、1 10G、1 10B ;由分別串聯連接的複 數個LED所構成的紅色LED 111R、綠色LED111G、及藍 色LED111B之光源部111; PWM驅動器113R、113G、 1 1 3 B ;開關1 1 4 R、1 1 4 G、1 1 4 B ;紅色受光部1 1 5 R、綠色 200810568 (2) 受光部1 1 5 G以及藍色受光部1 1 5 B所構成的受光部1 1 5 ; 受光訊號處理部116 ; A/D變換電路117 ; CPU ( Central Processing Unit) 118所構成。在該照明裝置101中，藉 由來自主電源110的電源供給，而從定電流電源110R、 1 10G、1 10B分別使定電流1101、1102、1103，流到紅色 LED 111R、綠色LED111G、及藍色LED111B，而分別構 成紅色發光、綠色發光、及藍色發光。又，這種各色的發 光光係以受光部115來受光，而此等受光訊號在受光訊號 處理部116及A/D變換電路117中，進行特定的訊號處 理，依據該受光訊號，從CPU118分別對於PWM驅動器 1 13R、1 13G、1 13B供給控制訊號。然後，藉由此等PWM 驅動器113R、1 13G、1 13B，分別控制開關1 14R、1 14G 、1 14B的開啓•關閉狀態，而可個別控制紅色LED1 1 1R 、綠色LED1 1 1G、及藍色LED 1 1 1B的點亮期間。 [專利文獻1]日本特開2005-310996號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 然而，在這種PWM控制中，由於僅以各色LED的點 亮期間之長度（寬度），來控制發光亮度，因此可改變點 亮期間的寬度並調整發光亮度時，會導致照明光的色均勻 變形（色度點移動），也就是例如希望是白色光時，也有 所謂導致成爲沾上色的照明光之問題。 如此’在僅以點亮期間的長度（寬度）來控制發光亮 -6- 200810568 (3) 度的以往之技術中，要保持照明光的色均勻，並且使發光 亮度變化甚爲困難，而有改善的空間。 本發明係有鑑於上述問題點，其目的在於提供一種可 保持照明光的色均勻，並且使發光亮度變化的照明裝置、 以及具備這種照明裝置的畫像顯示裝置。 [用以解決課題之手段] 本發明的照明裝置，係混合複數個色光，而獲得特定 的色光之加法混色方式的照明裝置，其特徵爲具備有：彼 此發出不同色的光之複數個光源；使各光源的點亮期間可 變的點亮期間可變手段；使各光源的發光強度可變的發光 強度可變手段；以及控制前述點亮期間可變手段及前述發 光強度可變手段，分別控制各光源的發光量之控制手段。 本發明的畫像液晶顯示裝置，其特徵爲具備有：混合 複數個色光而發出特定的色光之加法混色方式的照明手段 ;依據影像訊號，調變來自前述照明手段所發出的光之液 晶面板，前述照明手段係具有：彼此發出不同色的光之複 數個光源；使各光源的點亮期間可變的點亮期間可變手段 ;使各光源的發光強度可變的發光強度可變手段；以及控 制前述點亮期間可變手段及前述發光強度可變手段，並分 別控制各光源的發光量之控制手段。 在本發明的照明裝置以及畫像顯示裝置中，從複數個 光源發出彼此不同色的光。然後，進行各光源的點亮期間 、以及發光強度各別變化的控制，藉此，分別控制各光源 200810568 (4) 的發光量。 在本發明的照明裝置中，係可構成在具備檢測出各光 源的發光量之檢測手段之同時，上述控制手段係依據檢測 手段的檢測結果，控制點亮期間可變手段及發光強度可變 手段。此時，上述檢測手段係可構成從混合來自複數個光 源的各色光而構成的混色光中，抽出且分別受光各色光成 分的複數個第1受光元件；完全受光上述混色光的第2受 光元件；在特定的閘極期間，同時並行取樣來自上述複數 個第1受光元件的各受光訊號，並且依據該取樣結果，分 別檢測出依存於複數個光源的各發光強度之強度依存發光 量的第1檢測手段；以及依據來自上述第2受光元件的各 受光訊號，檢測出依存於複數個光源的點亮期間之期間依 存發光量的第2檢測手段。又，上述檢測手段係具有：上 述複數個第1受光元件及上述第1檢測手段；以及依據來 自此等複數個第1受光元件的各受光訊號中至少一個受光 訊號，檢測出上述期間依存發光量的第3檢測手段。如後 者所構成之情況，由於需要前者的構成之第2受光元件， 與前者相比，構成成爲簡單。 在本發明的照明裝置中，可做爲朝向依據影像訊號調 變來自發光量被上述控制手段控制的各光源之光的液晶面 板發出的液晶用背光。以如此方法構成時，即使在從液晶 面板射出的顯示光中，可保持色均勻且可使發光亮度變化 ，使顯示影像的畫質提昇。 (5) (5)200810568 [發明之效果] 根據本發明的照明裝置或畫像顯示裝置，分別使各光 源的點亮期間及發光強度兩者變化，而控制各光源的發光 量，因此可保持照明光的色均勻，且可使發光亮度變化。 【實施方式】 以下，參照圖面詳細說明本發明的實施形態。 [第1實施形態]〈照明裝置的構成〉 第1圖係表示本發明的第1實施形態之照明裝置（照 明裝置1)的全體構成。該照明裝置1係混合複數個色光 (此時爲紅色光、綠色光及藍色光）而獲得特定的色光（ 此時，爲白色光）的加法混合方式，具備有：光源部11 、定電流驅動器12R、12G、12B、PWM驅動器13、開關 部1 4、受光部1 5、強度依存發光量檢測部1 6、期間依存 發光量檢測部1 7、及控制部1 8。 光源部1 1係具有：分別串聯連接構成複數個LED的 紅色 LED11R、綠色 LED11G、藍色 LED11B。 定電流驅動器12R、12G、12B係分別與紅色LED1 1R 、綠色LED11G、及藍色LED11B的陽極連接，隨著來自 後述CPU181的控制訊號，將定電流之驅動電流Ir、Ig、 lb，供給到紅色LED11R、綠色LED11G、藍色LED11B。 此外，詳細雖如後述，但因應驅動電流Ir、Ig、lb的大小 ，可個別調整此等LED的發光強度。 200810568 (6) 開關部14係具有：分別配置在紅色LED1 1R、綠色 LED1 1G、及藍色 LED1 1B的陰極和接地之間的開關部 14R、14G、14B。又，PWM驅動器 13係隨著來自後述 CPU182的控制訊號，藉由控制此等開關部14R、14G、 1 4B的開啓•關閉狀態，來個別控制紅色LED 1 1 R、綠色 LED11G、及藍色LED1 1B的點亮期間。 受光部15係接受來自光源部11的照明光Lout，而 從混色光即照明光Lout之中，抽出各色成份（紅色光、 綠色光及藍色光）而各別受光的部份即 RGB光感測器 151 ;不使照明光Lout分離成各色成份，而原封不動的受 光做爲白色光的部份即 W光感測器1 5 2。RGB光感測器 151係從照明光Lout中，選擇性抽出紅色光而受光的紅 色受光部1 5 R ;選擇性抽出綠色光而受光的綠色受光部 15G;以及選擇性抽出藍色光而受光的藍色受光部15B而 構成。另外，W光感測器1 5 2係包含原封不動接收白色光 的白色受光部1 5 W而構成。根據這種構成，在受光部15 中，將在RGB光感測器151受光的各色之受光訊號，輸 出到強度依存發光量檢測部1 6內的閘極電路1 6 1，此外 ，將在W光感測器1 52受光的白色之受光訊號，朝向期 間依存發光量檢測部1 7內的放大電路1 7 1輸出。 強度依存發光量檢測部1 6係具有：對於來自RGB光 感測器1 5 1的各色之每一受光訊號，進行個別的特定之訊 號處理，而檢測出後述的強度依存發光量，並進行在特定 的閘極期間之取樣動作的閘極電路1 6 1 ;進行I - V (電流- -10- 200810568 (7) 電壓）變換的I-V變換電路162 ;算出在上述閘極期間的 積分値之積分電路1 63 ;放大訊號強度的放大電路1 64 ; 及進行A/D (類比/數位）變換的A/D變換電路165。 又，期間依存發光量檢測部1 7係對於來自W光感測 器1 52的混色光之受光訊號，進行特定的訊號處理，而檢 測出後述的期間依存發光量，並具有：放大訊號強度的放 大電路1 7 1 ;進行特定的限制器處理的限制器1 72 ;算出 該限制器處理後的積分値之積分電路1 73 ;放大與其積分 値對應的訊號之放大電路1 74 ;及進行A/D變換的A/D變 換電路1 7 5。 控制部18係具有CPU181和CPU182。CPU181係依 據來自強度依存發光量檢測部1 6所供給的強度依存發光 量，以不改變照明光Lout的色度點而維持的方式（在本 實施形態中，如後所述，在xy色度圖上，不從白色色度 點Pw開始變化），控制定電流驅動器12R、12G、12B， 而個別調整驅動電流Ir、Ig、lb的大小。另外，CPU1 82 係依據來自期間依存發光量檢測部1 7所供給的期間依存 發光量，而使照明光Lout的發光亮度（發光量B)成爲 期望的値，以控制PWM驅動器13，調整在開關部14R、 14G、14B的開啓期間即各色LED1 1R、1 1G、1 1B之點亮 期間△ T的寬度。 在此，參照第2圖及第3圖，詳細說明閘極電路161 的取樣動作。第2圖係在特定的閘極期間，利用與光源部 1 1相對的驅動周期T的時序動作，分別表示在特定的閘 -11 - 200810568 (8) 極期間用來取樣的訊號之取樣閘極訊號SG ;以及從RGB 光感測器1 5 1所供給的受光訊號之紅色受光訊號Sr、綠 色受光訊號Sg、及藍色受光訊號Sb，分別表示：（A) 爲取樣閘極訊號SG， （ B )爲紅色受光訊號Sr，（ C )爲 綠色受光訊號 Sg， （D)爲藍色受光訊號Sb。又，第3 圖（A )係表示各色的LED1 1R、1 1G、1 1B的驅動電流Ir 、：Ig、lb，和此等LED的發光量B之關係，第3圖（B) 係分別在xy色度圖上表示紅色光、綠色光、藍色光及白 色光的色度點Pr、Pg、Pb、Pw，圖中的符號60係表示藉 由色度點Pr、Pg、Pb所形成的色再現範圍。 該閘極電路1 6 1例如第2圖所示，係分別在每一驅動 周期T的特定閘極期間τ (例如圖中的時序t0至tl，t3 至t4 )內’取樣紅色受光訊號Sr、綠色受光訊號Sg及藍 色受光訊號 Sb。亦即，不根據各色LED1 1R、1 1G、1 1B 的點亮期間ΔΤ的長度（寬度），而是僅取樣閘極期間τ 內的受光訊號而輸出，藉由後段的積分電路163予以積分 ’可算出依存在各色LED11R、11G、11Β的發光強度之 強度依存發光量（分別與圖中的驅動電流Ir、Ig、Ib的大 小對應）。 因而’依據此等各色的強度依存發光量，在前述的 c P u 1 8 1中’例如第3圖（A )所示，使各色光的發光量B 一致，而進行驅動電流Ir、Ig、Ib的控制（此時，分別設 定爲驅動電流Irl、Igl、Ibl)，並且由於各色LED11R、 1 1 G、1 1 B的點亮期間δτ彼此一致，因此例如第3圖（b -12- 200810568
)所示，可將來自光源部1 1的照明光Lout控制成爲白色 光（與圖中的色度點Pw對應）。 此外，上述的驅動周期T [ s ]，係以後述的控制部j 8 期望設定爲滿足（1/T) 22〇[kHz]。若以滿足該式的方式 設定，則驅動頻率（1/T )爲可聽帶域外，因該驅動頻率 而引起的聲音則聽不見。又，在驅動周期T和閘極期間τ 之間，期望能設定爲滿足（τ//Τ ) <〇·5 (=1/2)。若以滿足 該式的方式來設定，則由於驅動周期所占的取樣期間相對 變短，因此如後所述，與以往相比，照明光的發光量範圍 變寬（對比提升）。 然後，參照第4圖至第6圖，說明限制器172的限制 器處理。第4圖係以3周期分的驅動周期Τ之時序動作， 來表示從W光感測器1 52所供給的受光訊號之白色受光 訊號S w。又，第5圖係表示本實施形態的照明裝置1之 各色的LED11R、1 1G、1 1Β的點亮期間ΔΤ、和發光量Β 之關係，第6圖係以例如第20圖所示的以往之照明裝置 的各色LED的點亮期間ΔΤ、和發光量Β的關係，做爲比 較例。 該限制器1 72係例如第4圖所示，藉由預先以低於其 強度Iw的方式，設定白色受光訊號Sw之特定強度的限 制器電流It，來施加限制器而輸出，藉由後段的積分電路 173予以積分，算出依存在各色LED11R、11G、HB的點 亮期間AT (在本實施形態中，如第2圖所示爲彼此一致 )而定之期間依存發光量（與圖中的點亮期間△ Τ 1、△ T 2 -13- 200810568 (10) 、ΔΤ3的大小分別對應）。 因而，依據該期間依存發光量，在前述的CPU182中 ，例如第5圖所示，照明光Lout全體以成爲期望的發光 量B的方式（根據圖中的點P1之移動來表示），而進行 ： 各色LED 1 1 R、11 G、1 1 B的點亮期間ΔΤ的控制。例如， _ 在第4圖所示的點亮期間ΔΤ1、ΔΤ2、ΔΤ3中，成爲第5 圖所示的發光量B，並因應點亮期間ΔΤ變大，而使發光 量B線形增加。 又，在本實施形態的照明裝置 1中，來自各色 LED11R、1 1G、1 1B的受光訊號，如前所述，在同時並行 予以取樣之同時，如前所述，由於設定爲滿足（τ/Τ ) <0.5，因此驅動周期所佔的取樣期間相對變短，但與第6 圖所示的比較例之照明光的發光量範圍Brg 1 0 1相比，照 明光Lout的發光量範圍Brgl變寬（對比提升）。 在此，CPU1 81、182與本發明的[控制手段]之一具體 例對應，其中，CPU1 81與本發明的「發光強度可變手段 」之一具體例對應，CPU 182與本發明的「點亮期間可變 * 手段」的一具體例對應。又，受光部1 5、強度依存發光
量檢測部1 6、及期間依存發光量檢測部1 7，與本發明的 「檢測手段」的一具體例對應，其中，強度依存發光量檢 測部1 6與本發明的「第1檢測手段」之一具體例對應， 期間依存發光量檢測部17與本發明的「第2檢測手段」 之一具體例對應。又，受光部1 5內的RGB光感測器1 5 1 與本發明的「複數個第1受光元件」的一具體例對應，W -14- (11) (11)200810568 光感測器1 52與本發明的「第2受光元件」的一具體例對 應。 在本實施形態的照明裝置1中，各別的定電流Ir、Ig 、lb，從定電流驅動器12R、12G、12B往紅色LED1 1R、 綠色LED11G及藍色LED11B流動，而成爲各別發出紅色 發光、綠色發光及藍色發光，射出混色光即照明光Lout 〇 此時，在受光部15中，藉由RGB光感測器1 5 1分別 接受各色的受光訊號Sr、Sg、Sb，除了朝向強度依存發 光量檢測部1 6輸出之外，另藉由W光感測器1 5 2接受白 色的受光訊號Sw，並輸出到期間依存發光量檢測部1 7。 在此，在強度依存發光量檢測部16中，與來自RGB 光感測器151的各色之受光訊號Sr、Sg、Sb相對，進行 各別特定的訊號處理，而檢測出強度依存發光量。具體而 言，在閘極電路1 61中，例如第2圖所示，分別在每一驅 動周期T的閘極期間τ內，取樣紅色受光訊號Sr、綠色 受光訊號Sg以及藍色受光訊號Sb，不依據各色LED1 1R 、1 1 G、1 1 B的點亮期間AT的長度（寬度），而僅輸出 閘極期間τ內的受光訊號。然後，在積分電路163中積分 該已被取樣的受光訊號，藉此，算出各色的強度依存發光 量。 另外，在期間依存發光量檢測部1 7中，對於來自W 光感測器152的白色之受光訊號Sw，各別進行特定之訊 號處理，檢測出期間依存發光量。具體而言，在限制器 -15- 200810568 (12) 172中，如第4圖所示，白色的受光訊號被特定強度 的限制器電流It加以限制。然後，該已被限制的白色之 受光訊號Sw在積分電路173中被積分，據此，依據各色 LED1 1R、1 1G、1 1B的點亮期間ΔΤ，算出期間依存發光 量。 然後，在控制部1 8，於CPU 1 8 1中，依據強度依存發 光量，如第3圖（A)所示，以使各色光的發光量b 一致 之方式，進行驅動電流 Ir、Ig、lb的控制，以使各色 LED1 1R、1 1G、1 1B的點亮期間ΔΤ互相一致之方式設定 ，如第3圖（B )所示，來自光源部1 i的照明光Lout成 爲白色光（與圖中的色度點Pw對應），控制定電流驅動 器12R、12G、12B，來調整驅動電流ir、ig、ib的値， 也就是各色 LED11R、11G、11B的發光強度。又，在 CPU 182中’依據期間依存發光量，例如第5圖所示，爲 使照明光Lout全體成爲期望的發光亮度，而控制PWM驅 動器13，在開關部14R、14G、14B的開啓期間，也就是 調整各色LED1 1R、1 1G、1 1B的點亮期間ΔΤ。如此，在 本實施形態的照明裝置1中，個別控制各色L E D 1 1 R、 1 1 G、1 1 B的發光強度和點亮期間ΔΤ，藉此，控制照明光 Lout全體的發光量。 如以上所述，在本實施形態的照明裝置中，控制部 18 內的 CPU181、CPU182，係分別使各色 LED11R、1 1 G 、1 1 B的發光強度及點亮期間ΔΤ兩者變化，更而控制照 明光Lout全體的發光量，可保持照明光Lout的色均勻， -16- 200810568 (13) 且可使發光亮度變化。 具體而言，閘極電路1 61在特定的閘極期間τ內，取 樣紅色受光訊號s r、綠色受光訊號S g及藍色受光訊號S b 之同時，積分電路163則進行積分，因此不依據各色 ： LED11R、1 1 G、1 1 B的點亮期間ΔΤ的長度，可僅輸出閘 : 極期間τ內的受光訊號，可求出各色的強度依存發光量。 又，限制器1 72對於白色的受光訊號Sw，限制爲特定強 度的限制器電流It以下（施加限制器），並且積分電路 173進行積分，因此不依據各色LED11R、11G、11B的發 光強度，可求出各色LED1 1R、1 1G、1 1B的點亮期間ΔΤ ，並算出期間依存發光量。 又，由於依據被受光部1 5、強度依存發光量檢測部 1 6、及期間依存發光量檢測部1 7所檢測出的強度依存發 光量及期間依存發光量來控制，因此可逐次控制來自各色 LEDUR、11G、11B 的照明光 Lout。 再者，由於各色LED1 1R、1 1G、1 1B的點亮期間ΔΤ 彼此一致，因此不會在照明光Lout沾上色，而可獲得白 色光。 〈液晶顯示裝置的構成〉 然後，說明使用第1圖所示的構成之照明裝置的液晶 顯示裝置之例。在此，如第7圖所示，說明使用照明裝置 做爲液晶用背光光源（照明手段）的液晶顯示裝置（液晶 顯不裝置3 )的例子。 -17- (14) (14)200810568 該液晶顯示裝置3係使用第1圖所示的構成之照明裝 置1做爲背光之透過型，由該照明裝置1和透過型的液晶 顯示面板2所構成。 液晶顯示面板2係由：透過型的液晶層20 ;挾住該 液晶層20的一對基板，也就是照明裝置1側的基板之 TFT ( Thin Film Transistor :薄膜電晶體）基板 21 1、及 與此相對向的基板之對向電極基板22 1 ;分別積層在與此 等TFT基板21 1、及對向電極基板221的液晶層20相反 側的偏光板210、220所構成。 又，TFT基板21 1係由矩陣狀的像素所構成，在各像 素形成包含TFT等的驅動元件之像素電極212。 第8圖係表示驅動該液晶顯示裝置3而顯示影像的驅 動電路之構成。這種驅動電路係由：將依據影像之訊號驅 動電壓，供給至液晶顯示面板2內的各像素電極2 1 2之X 驅動器（資料驅動器）4 1 ;沿著未圖示的掃瞄線，依序驅 動液晶顯示面板2內的各像素電極2 1 2之Y驅動器（閘 極驅動器）42 ;控制此等X驅動器41、Y驅動器42、及 照明裝置1內的控制部1 8之控制器5 1 ;處理來自外部的 影像訊號，而生成RGB訊號的RGB製程處理部50 ;以及 記憶來自該RGB製程處理部50的RGB訊號之訊框記憶 體的影像記憶體52。 在該液晶顯示裝置3中，藉由依據影像訊號從X驅 動器41及Y驅動器42輸出的像素電極212之驅動電壓 ，在液晶層20調變來自照明裝置1的照明光Lout，從液 -18 - (15) (15)200810568 晶顯示面板2輸出做爲顯示光Dout。如此，照明裝置1 做爲液晶顯示裝置3的背光之功能，藉由顯示光Doiit進 行影像顯示。 在此，在本實施形態的液晶顯示裝置3中，由如上所 述，由於照明裝置1具有做爲液晶顯示裝置3的背光之功 能。因此，即使是在從液晶顯示面板2所射出的顯示光 D〇ut中，亦與照明光Lout相同，可保持色的均勻，且可 使發光亮度變化。 如以上所述，在本實施形態的液晶顯示裝置中，由於 使用照明裝置1做爲液晶顯示裝置3的背光，因此即使從 液晶顯示面板2所射出的顯示光Dout中，與照明光Lout 相同，可保持色均勻且可使發光亮度變化，而可提升顯示 影像的畫質。 [第2實施形態] 然後，說明本發明的第2實施形態。本實施形態的照 明裝置，係將光源部的照明區域分割爲複數個部份光源。 此外，與第1實施形態的構成要素相同者附加相同的符號 ，並省略適當說明。 第9圖係以斜視圖表示本實施形態的照明裝置（照明 裝置1 A )的主要部份構成。該照明裝置1 A係包含：將部 份照明區域的一例之複數個部份光源L 1 1，L 1 2…，L2 1、 …L3 1，…配置成矩陣狀而構成的光源部1 1 A ;做爲導光 手段之一例，將來自該光源部1 1 A的照明光Lout的一部 -19- 200810568 (16) 份，導入至受光部1 5的導光板1 9 1 ;做爲驅動手段的一 例，依序驅動各部份光源的驅動電路（未圖示）而構成。 此外，對於包含在第1圖所示的照明裝置1之其他的構成 要素（定電流驅動器12R、12G、12B、PWM驅動器13、 開關部1 4、強度依存發光量檢測部1 6、期間依存發光量 檢測部1 7、及控制部1 8 )爲相同的構成，而省略圖示。 各部份光源L 1 1，…，係將光源部1 1 A的照明區域分 割爲複數而構成的光源，例如第1 0圖所示，分別具有各 色LED1 1R、11G、11B，並且互爲獨立而可控制地構成。 在導光板191於面內一樣形成導光路19R之同時，與 各部份光源對應，形成柱狀的導光用突起1 9T。該導光用 突起1 9T如圖中所示，在該部份中，使照明光Lout的全 反射變亂，而藉此取得照明光Lout。此外，該導光用突 起1 9T的配置位置並沒有限定在此，若爲可將照明光
Lout的一部份導入至受光部1 5，則可配置於任意的位置 〇 又，第11圖（A)至（C)係模式表示藉由驅動電路 1 92依序點亮各部份光源L 1 1的動作。 如此，在每一水平方向的列中使導光路分離，驅動電 路1 92分別使各列的部份光源並列，光學獨立地依序使之 點亮，且依序熄滅，將各部份光源的照明光Lout依序導 入至受光部1 5。 此外，例如第12圖（A )至（C )所示的光源部1 1 B ，驅動電路1 92 —個一個依序點亮及依序熄滅部份光源， -20- (17) (17)200810568 而使部份光源的照明光Lout依序被導入到受光部。以如 此之方式構成時，由於各部份光源爲並列，而沒有點亮· 熄滅，因此不需要使導光路分離，並且可減少受光部1 5 內的光感測器之數量（1個即可）。 如以上所述，在本實施形態的照明裝置中，將光源部 1 1 A的照明區域分割爲複數，而形成部份光源，因此，在 每一部份光源，可個別控制照明光Lout的色均勻、及發 光亮度，且可局部控制。 以上，雖列舉第1及第2實施形態說明本發明，但本 發明並不限定在此等實施形態，而可進行各種的變形。 例如，在上述實施形態中，雖然說明由RGB光感測 器1 5 1及W光感測器1 52構成受光部1 5之情況，但例如 第1 3圖所示的照明裝置1 C，亦可使用僅由RGB光感測 器1 5 1所構成的受光部1 5 C。以如此方法構成時，可使電 路構成簡單，且可降低裝置的成本。此時，在期間依存發 光量檢測部1 7中，雖然至少使用各色的受光訊號中之至 少一種，但由於溫度變化小，因此期望使用來自藍色受光 部1 5 B的受光訊號。 又，在上述實施形態中，雖然說明各色 LED11R、 1 1 G、1 1B的點亮期間ΔΤ爲彼此一致之情況，但是，例 如第14圖所示的時序圖，各色LED1 1R、1 1G、1 1B的點 亮期間如ATr ' ATg、ATb所示，互爲不同亦可。以如此 方式構成時，例如第1 5圖所示的xy色度圖，使照明光 Lout的色度點偏離，而成爲彩色照明，維持該任意的色 -21 - 200810568 (18) 度點Pc，且可使發光亮度變化。 又，在上述實施形態中，說明在每一各驅動周期T設 定閘極期間τ之情況，但例如第1 6圖所示，抽樣設定該 閘極期間τ亦可。以此方法構成時，可使驅動周期Τ所占 的取樣期間相對變短，例如第1 7圖所示的發光量範圍 Brg2，可使照明光Lout的發光量範圍變寬（使對比更加 提升）。 又，在上述實施形態中，雖僅藉由依據來自受光部 1 5的受光訊號之強度依存發光量、及期間依存發光量， 而控制光源部1 1的發光量之情況進行說明，但例如第1 8 圖所示的外部訊號EXT 1、EXT2，使用依據從外部輸入的 影像訊號或影像訊號的控制訊號來控制亦可。具體而言， 例如從外部將控制設定値的外部訊號 EXT1輸入到 CPU181，而控制定電流驅動器12R、12G、12B，將亮度 調變値即外部訊號EXT2從外部直接輸入到PWM驅動器 1 3，來控制開關部1 4亦可。 又，在上述實施形態中，雖然說明由紅色LED 11R、 綠色LED1 1G、及藍色LED1 1B來構成光源部1 1之情況， 但除此以外，亦可包含其他色的L E D而構成。以此方法 構成時，例如第1 9圖所示的色再現範圍6 1，可放大色再 現範圍，更可表現出多彩的顏色。 再者，在上述實施形態中，雖然使用LED做爲光源 ’但例如使用 EL( Electro Luminescence)元件、或 CCFL等LED以外的元件，來構成光源部亦可。 -22· 200810568 (19) 【圖式簡要說明】 第1圖係表示本發明的第1實施形態之照明裝置的全 體構成之電路區塊圖。 第2圖係用來說明強度依存發光量檢測部的動作之時 序圖。 第3圖係用來說明第1實施形態的控制部之發光強度 的控制處理之特性圖。 第4圖係用來說明期間依存發光量檢測部的動作之時 序圖。 第5圖係用來說明第1實施形態的控制部之發光強度 的控制處理之特性圖。 第6圖係表示與比較例相關的發光期間和發光量之關 係的特性圖。 第7圖係用來說明第1實施形態的液晶顯示裝置之全 體構成的斜視圖。 第8圖係表示第7圖所示的液晶顯示裝置之驅動電路 的一例之電路區塊圖。 第9圖係表示本發明之第2實施形態的照明裝置之主 要部份構成的斜視圖。 第1 0圖係用來說明第9圖所示的部分光源之構成例 的模式圖。 第1 1圖係用來說明部份光源之依序點亮動作的一例 之模式圖。 -23- 200810568 (20) 第1 2圖係用來說明部份光源之依序點亮動作的其他 例之模式圖。 第1 3圖係表不本發明的變形例之照明裝置的全體構 成之電路區塊圖。 第1 4圖係用來說明與本發明的變形例有關的發光期 ~ 間之控制處理的特性圖。 第1 5圖係用來說明第1 4圖所示的控制處理之基準色 度點的特性圖。 第1 6圖係用來說明本發明的變形例之強度依存發光 量檢測部的動作之時序圖。 第1 7圖係用來說明第1 6圖所示的控制處理之效果的 特性圖。 第1 8圖係表示本發明的變形例之照明裝置的全體構 成之電路區塊圖。 第19圖係表示本發明的變形例之色再現範圍的特性 圖。 第2 0圖係表示使用以往之發光二極體的照明裝置之 全體構成的電路區塊圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 1 :照明裝置
110R，110G，110B :定電流電源 1 1 〇 :主電源 1 1 1 R ：紅色 LED -24- (21) (21)200810568 1 1 1 G ：綠色 LED 1 1 1 B ：藍色 LED 1 1 1 :光源部 113R、113G、113B: PWM 驅動器 1 14R、1 14G、1 14B :開關
1 1 5 R :紅色受光部 1 1 5 G :綠色受光部 1 1 5 B :藍色受光部 1 1 5 :受光部 1 1 6 :受光訊號處理部 1 1 7 : A/D變換電路 118: CPU 110 1、110 2、1103 ：定電流 1 :照明裝置 1 1 :光源部 1 2 R、1 2 G、1 2 B :定電流驅動器 13 : PWM驅動器 1 4 ·開關部 1 5 :受光部
1 6 :強度依存發光量檢測部 1 7 :期間依存發光量檢測部 1 8 :控制部 1 1 R :紅色 L E D 1 1 G :綠色 L E D -25- 200810568 (22)
1 IB :藍色 LED 181： CPU I r、I g、I b :驅動電流 15 1 : RGB光感測器 : 1 5 2 : W光感測器 . 1 5 R :紅色受光部 1 5 G :綠色受光部 1 5 B :藍色受光部 1 5 W :白色受光部 1 6 1 :閘極電路 1 7 1 :放大電路 1 6 2 : I - V變換電路 163 :積分電路 1 6 4 :放大電路 1 65 : A/D變換電路 1 7 3 :積分電路 172 :限制器電路 — 1 7 4 :放大電路 1 75 : A/D變換電路 182： CPU S G :取樣閘極訊號 Sr :紅色受光訊號 S g :綠色受光訊號 Sb :藍色受光訊號 -26- 200810568 (23) P r、P g、P b :色度點
Irl、 Igl、 Ibl :驅動電流 △ T :點亮期間
Lout :照明光 101 :發光量範圍Brg
Sw:白色的受光訊號 3 :液晶顯示裝置 2 ::液晶顯Tpc面板 20 :液晶層 211： T F T 基板 221 :對向電極基板 220、210 :偏光板 2 1 2 :像素電極 41 : X驅動器 42 : Y驅動器 5 1 :控制器 50 : RGB製程處理部 5 2 :影像記憶體 Dout :顯示光 L 1 1、L 1 2 :部分光源 1 1 A :光源部A 1 9 1 :導光板 19R :導光路 1 9T :導光用突起 -27 200810568 (24) 192 ： EXT1 動電路 EXT2 :外部訊號 -28

Claims (1)

  1. 200810568 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種照明裝置’係混合複數個色光，而獲得特定 的色光之加法混色方式的照明裝置，其特徵爲具備有： 彼此發出不同色的光之複數個光源； 使各光源的點亮期間可變的點亮期間可變手段； 使各光源的發光強度可變的發光強度可變手段；以及 控制前述點亮期間可變手段及前述發光強度可變手段 ，分別控制各光源的發光量之控制手段。 2 ·如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，係具 備：檢測出各光源的發光量之檢測手段， 前述控制手段係依據前述檢測手段的檢測結果，控制 前述點亮期間可變手段及前述發光強度可變手段。 3 ·如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中，前述 檢測手段係具有： 從混合前述複數個光源的各色光而構成的混色光中， 抽出且分別受光各色光成分的複數個第1受光元件； 完全受光前述混色光的第2受光元件； 依據來自前述複數個第1受光元件的各受光訊號，分 別檢測出依存於前述複數個光源的各發光強度而定的強度 依存發光量之第1檢測手段；以及 依據來自前述第2受光元件的受光訊號，檢測出依存 於前述複數個光源的各點亮期間而定的期間依存發光量之 第2檢測手段。 4.如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中，前述 -29- 200810568 (2) 檢測手段係具有z 從混合來自前述複數個光源的各色光而構成的混色光 中，抽出且分別受光各色光成分的複數個第1受光元件； 完全受光前述混色光的第2受光元件 在特定的閘極期間，同時並行取樣來自前述複數個第 : 1受光元件的各受光訊號，並且依據該取樣結果，分別檢 測出依存於前述複數個光源的各發光強度之強度依存發光 量的第1檢測手段；以及 依據來自前述第2受光元件的各受光訊號，檢測出依 存於前述複數個光源的點亮期間之期間依存發光量的第2 檢測手段。 5.如申請專利範圍第4項之照明裝置，其中，前述 第1檢測手段係藉由在前述閘極期間內，積分來自前述複 數個第1受光元件的各受光訊號，以求出前述強度依存發 光量。 6 ·如申請專利範圍第4項之照明裝置，其中，前述 第2檢測手段係藉由對於來自前述第2受光元件的受光訊 號之位準，施加限制器而積分，來求出前述期間依存發光 量。 7 ·如申請專利範圍第4項之照明裝置，其中，前述 控制手段爲滿足（τ/Τ ) <0 · 5，分別控制與前述閘極期間τ 及前述光源相對的驅動週期Τ。 8 ·如申請專利範圍第4項之照明裝置，其中，前述 控制手段係控制成前述第1檢測手段在每一複數個光源驅 -30- 200810568 (3) 動週期進行前述取樣。 9. 如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中，前述 檢測手段係具有： 從混合來自前述複數個光源的各色光而構成的混色光 中，抽出且分別受光各色光成分的複數個第1受光元件； : 在特定的閘極期間內，同時並行取樣來自前述複數個 第1受光元件的各受光訊號，並且依據該取樣結果，分別 檢測出依存於前述複數個光源的各發光強度之強度依存發 光量的第1檢測手段；以及 依據來自前述複數個第1受光元件的各受光訊號中至 少一個受光訊號，檢測出依存於前述複數個光源的各點亮 期間之期間依存發光量的第3檢測手段。 10. 如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中，更具 備有： 發出前述特定的色光之照明區域，分別具有前述複數 個光源，並且由彼此可獨立控制的複數個部分照明區域所 構成， 在前述部份照明區域單位依序點亮各光源而驅動的驅 動手段， 與各部份照明區域的依序點亮動作對應，將混合來自 前述複數個光源的各色光而構成的混合光，導引至前述檢 測手段之導光手段， 前述點亮期間可變手段以及前述發光強度可變手段， 係在每一個各部份照明區域上，分別使各光源的前述點亮 -31 - 200810568 (4) 期間以及前述發光強度可變。 1 1 .如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，前述 控制手段，係使各光源的點亮期間彼此一致，而控制前述 點亮期間可變手段。 12. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，前述 控制手段，係使各光源的點亮期間彼此不同，而控制前述 點亮期間可變手段。 13. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，前述 控制手段更爲滿足（1/T ) 2 20 [kHz]，而控制與前述光源 相對的驅動週期T[s]。 14. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中，係應 用於依據影像訊號來調變入射光之液晶面板的照明裝置’ 藉由前述控制手段來控制發光量的各光源之光，做爲 前述入射光，並作爲朝向前述液晶面板發出的液晶用背光 而構成。 1 5 . —種液晶顯示裝置，其特徵爲具備有： 混合複數個色光而發出特定的色光之加法混色方式的 照明手段； 依據影像訊號，調變來自前述照明手段所發出的光之 液晶面板， 前述照明手段係具有= 彼此發出不同色的光之複數個光源； 使各光源的點亮期間可變的點亮期間可變手段； 使各光源的發光強度可變的發光強度可變手段；以及 -32- 200810568 (5) 控制前述點亮期間可變手段及前述發光強度可變手段 ，並分別控制各光源的發光量之控制手段。 -33-
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