專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)例如由液晶顯示面板對(duì)來(lái)自背光源的光進(jìn)行調(diào)制來(lái)顯示圖像的圖像顯示裝置及其所使用的背光源裝置，尤其涉及構(gòu)成為將圖像顯示區(qū)域分成多個(gè)區(qū)域并對(duì)各區(qū)域的背光源明亮度進(jìn)行控制的圖像顯示裝置及其所使用的背光源裝置。
背景技術(shù)：
顯示裝置大體上可分為CRT (Cathode Ray Tube)等自發(fā)光型的顯示裝置和液晶顯示器(也稱為液晶顯示裝置、液晶顯示面板)等非發(fā)光型的顯示裝置。作為非發(fā)光型的顯示裝置，存在使用反射型的光調(diào)制元件的裝置和使用透射型的光調(diào)制元件的裝置，其中反射型的光調(diào)制元件按照?qǐng)D像信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)光的反射光量，透射型的光調(diào)制元件按照?qǐng)D像信號(hào)來(lái)調(diào)整光的透射光量。尤其是，作為透射型的光調(diào)制元件而使用液晶顯示面板、在其背面具有照明裝置(也稱為背光源)的液晶顯示裝置為薄型、輕型， 因此在計(jì)算機(jī)的顯示器和電視等各種顯示裝置中被采用。在此，液晶顯示裝置中的背光源方式大體上分為直下型、邊緣光型2種。直下型為在液晶顯示面板的正下方排列成作為光源的熒光管或LED(Light Emitting Diode)的方式。邊緣光型為在由丙烯酸樹(shù)脂板等制成的板狀導(dǎo)光板的端部(邊緣部)配置成為光源的熒光管或LED，利用在導(dǎo)光板內(nèi)部的多次反射而成為面光源的方式。然而，在以CRT為代表的自發(fā)光型的顯示裝置中，在顯示圖像時(shí)，按照?qǐng)D像信號(hào)以所需的光量選擇性地使特定的像素發(fā)光。此外，在畫(huà)質(zhì)方面，根據(jù)距電子束的偏轉(zhuǎn)中心的距離的關(guān)系，距畫(huà)面中心的NTSC電視制式的標(biāo)準(zhǔn)視角即標(biāo)準(zhǔn)視野(水平士 15°、上8°、 下12° )的亮度相對(duì)高于畫(huà)面周邊部。在標(biāo)準(zhǔn)視野內(nèi)以外的亮度與標(biāo)準(zhǔn)視野內(nèi)的亮度相等或者在其以上時(shí)，人會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)上的不協(xié)調(diào)感，因此能夠在人所具有的視覺(jué)范圍有效視野的范圍內(nèi)，進(jìn)行不使人產(chǎn)生視覺(jué)上不協(xié)調(diào)感的圖像顯示。對(duì)此，通常在液晶顯示裝置那樣的非發(fā)光型的顯示裝置中，與圖像信號(hào)無(wú)關(guān)而始終使背光源以恒定的明亮度發(fā)光。因此，背光源的明亮度通常使畫(huà)面的明亮度(也稱為亮度)為最大來(lái)進(jìn)行發(fā)光。因此，與CRT相比，具有視覺(jué)上的虛擬的不協(xié)調(diào)感，因此在畫(huà)質(zhì)方面欠缺。針對(duì)上述課題，目前提出的方案中有下述液晶顯示裝置，通過(guò)控制背光源的明亮度，在人所具有的視覺(jué)范圍有效視野的范圍內(nèi)，進(jìn)行不使人視覺(jué)上產(chǎn)生不協(xié)調(diào)感的圖像顯示。作為此類技術(shù)，目前已知有例如專利文獻(xiàn)1記載的內(nèi)容。在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)有以下技術(shù)，在光源中使用了 LED的直下型的背光源中，例如如圖14所示，從畫(huà)面中央以大致同心圓狀將背光源分成多個(gè)區(qū)域(區(qū)域1 區(qū)域4)，按每個(gè)區(qū)域?qū)庠吹牧炼冗M(jìn)行控制，從而進(jìn)行不使人的視覺(jué)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)感的圖像顯示，并且降低功耗。專利文獻(xiàn)1 專利第4073435號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有的液晶顯示裝置中存在以下的問(wèn)題。第一，未考慮到背光源結(jié)構(gòu)的不同而導(dǎo)致亮度分布的不同。在直下型中，來(lái)自1個(gè)光源的光的入射方向相對(duì)于液晶顯示面板大致垂直，射入到液晶顯示面板上的光的擴(kuò)展方式可能會(huì)得到相同且均勻的亮度分布。另一方面，在邊緣光型中，由于為利用了導(dǎo)光板的多次反射的面光源，因此光的入射方向?qū)е鹿獾臄U(kuò)展方式不同，難以得到相同且均勻的亮度分布。第二，由于按每個(gè)分成的區(qū)域呈大致同心圓狀來(lái)控制發(fā)光亮度，因此在應(yīng)用于按照?qǐng)D像信號(hào)和/或用戶選擇的圖像模式來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的系統(tǒng)中時(shí)，有的圖像會(huì)損害臨場(chǎng)感。例如，在整體較暗的圖像的畫(huà)面端部存在明亮的物體時(shí)，人的注視點(diǎn)會(huì)朝向明亮的物體，但背光源從畫(huà)面中央以大致同心圓狀控制光源的亮度，從而導(dǎo)致明亮物體的亮度下降， 圖像產(chǎn)生的效果降低。鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種在使用了邊緣光型的背光源裝置和使用了背光源裝置的圖像顯示裝置中，能夠降低功耗并且顯示高質(zhì)量的圖像的技術(shù)。如權(quán)利要求書(shū)所記載的那樣，本發(fā)明的背光源通過(guò)以矩陣狀排列多個(gè)邊緣光型的背光源單元來(lái)構(gòu)成，所述邊緣光型的背光源單元包括光源；和將來(lái)自該光源的光向顯示面板射出的導(dǎo)光板，所述背光源的特征在于，控制來(lái)自位于畫(huà)面周邊部的背光源單元的光的強(qiáng)度，使其低于來(lái)自位于畫(huà)面周邊部的背光源單元的光的強(qiáng)度。其特征還在于，控制具有與背光源的照射面的第一端部相鄰的LED光源的背光源單元的光強(qiáng)度，使其高于與第二端部相鄰的背光源單元的光強(qiáng)度，其中上述第二端部與上述第一端部相對(duì)。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在使用了邊緣光型的背光源中，通過(guò)進(jìn)行使畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)低于中央部的明暗處理，能夠降低功耗，并且顯示高質(zhì)量的圖像。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的背光源裝置的概略和亮度分布的示意圖。圖2是表示使用了邊緣光型的背光源單元的一例的圖。圖3是表示本發(fā)明中實(shí)施例1的背光源裝置的一結(jié)構(gòu)例的圖。圖4是表示背光源單元的亮度分布的圖。圖5是實(shí)施例1的電路框圖。圖6是表示實(shí)施例2的背光源的結(jié)構(gòu)的圖。圖7是表示實(shí)施例2的背光源控制信號(hào)的圖。圖8是表示液晶顯示裝置的溫度分布的圖。圖9是表示LED光源的溫度特性的圖。圖10是表示實(shí)施例3的背光源控制信號(hào)的圖。圖11是實(shí)施例4的電路框圖。圖12是實(shí)施例5的電路框圖。圖13是實(shí)施例6的電路框圖。圖14是現(xiàn)有技術(shù)中明暗度控制概念圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明
100顯示區(qū)域
101可單獨(dú)進(jìn)行控制的背光源區(qū)域
200LED光源
201導(dǎo)光板
202反射板
500明暗度信號(hào)生成部
501圖像幀接收部
502圖像信號(hào)處理部
503背光源控制部
504圖像信號(hào)修正部
505背光源驅(qū)動(dòng)部
506液晶控制部
507H-驅(qū)動(dòng)器
508ν-驅(qū)動(dòng)器
509液晶面板
510背光源部
1100微型機(jī)
1200圖像特征量信號(hào)
1300 APC控制部
具體實(shí)施例方式以下使用附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例1圖1的(a)示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的液晶顯示裝置中的邊緣光型的背光源裝置概略圖。該背光源裝置構(gòu)成為以矩陣狀排列多個(gè)背光源單元(101)來(lái)對(duì)液晶顯示面板(未圖示)的顯示區(qū)域(100)整體進(jìn)行照明。該顯示區(qū)域(100)與背光源裝置的照射面(即背光源單元(101)的面積的總和)的大小大致相等。圖2示出各背光源單元(101)的一結(jié)構(gòu)例。各背光源單元(101)分別包括LED光源000)、導(dǎo)光板O01)以及反射板002)。如圖1的(a)所示，導(dǎo)光板O01)在從上(從與來(lái)自背光源裝置的光的照射方向相對(duì)的一側(cè))觀察時(shí)為矩形，并且如圖2所示，該背光源裝置照射面的縱剖面形成為厚度在從被射入光的端部到與端部相對(duì)的前端部的范圍內(nèi)逐漸變薄的楔狀，由此，使射出光的亮度分布在從光入射端部到前端部的范圍內(nèi)均勻。圖2中，LED光源(200)配置在導(dǎo)光板QO1)的上端部一側(cè)，從上側(cè)向下側(cè)來(lái)向?qū)Ч獍?201)射出光。光從LED光源O00)向厚度較厚的端部(邊緣部分)入射，且在導(dǎo)光板O01)內(nèi)被多次反射，從其上表面向液晶顯示面板方向(圖中箭頭方向)射出光。此外， 從導(dǎo)光板O01)的下表面向?qū)Ч獍?201)外透射的光被在導(dǎo)光板O01)的下面的下部配置的反射板(202)反射，再次返回到導(dǎo)光板001)，從導(dǎo)光板O01)的上面射出。據(jù)此，將LED 等的點(diǎn)光源變換成面光源。此外，在本實(shí)施例中，作為L(zhǎng)ED光源(200)使用了向與電極面平行的方向射出光的側(cè)視型LED，但也可以使用向與電極面正交的方向射出光的上視型LED。
圖3是能夠單獨(dú)控制來(lái)自各背光源單元(101)的光的強(qiáng)度的液晶顯示裝置的示意圖。在本實(shí)施例中，液晶顯示裝置以在畫(huà)面水平方向(X軸)排列有6個(gè)背光源單元(101)， 在垂直方向(y軸)排列有5個(gè)背光源單元(101)的方式將背光源裝置的照射面分成30個(gè)區(qū)域。此外，LED光源(200)從畫(huà)面上部向下部射出光。分別在各背光源單元(101)上設(shè)置有2個(gè)LED光源(200)，將該2個(gè)LED光源(200)作為一組，將該一組的LED光源(200)作為控制單位來(lái)控制從各背光源單元(101)射出的光的強(qiáng)度。各背光源單元(101)的LED光源(200)的個(gè)數(shù)并不限于2個(gè)，例如也可以為1個(gè)，也可以為3個(gè)。各背光源單元(101)即背光源裝置照射面的區(qū)域的位置由圖3中的χ軸和y軸方向上羅列的字母數(shù)字(1 6和 A E)來(lái)確定。在此，從各背光源單元(101)射出的光的強(qiáng)度根據(jù)該背光源單元(101)所對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域部分中的圖像信號(hào)的最大亮度來(lái)進(jìn)行控制。例如，在與區(qū)域C3對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域部分中的圖像信號(hào)的最大亮度為127時(shí)，若能夠在該顯示裝置中表現(xiàn)的最大亮度為255，則該區(qū)域的最大亮度為能夠表現(xiàn)的最大亮度的1/2，因此區(qū)域C3的光強(qiáng)度為L(zhǎng)ED光源O00)的最大輸出的大致1/2。此外，例如在與區(qū)域Al對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域部分中的圖像信號(hào)為0時(shí)，區(qū)域Al的光強(qiáng)度例如成為0。據(jù)此，能夠根據(jù)圖像信號(hào)，按區(qū)域(以背光源單元(101)為單位)局部控制來(lái)自背光源裝置的光強(qiáng)度。圖4示出圖3中的區(qū)域C3的背光源單元(101)發(fā)光時(shí)的χ軸方向(a)和y軸方向(b)的亮度分布。在此，與區(qū)域C3相鄰的區(qū)域熄燈。如圖4所示，區(qū)域C3的發(fā)光也對(duì)相鄰區(qū)域(C2、D4等)產(chǎn)生影響。即某個(gè)區(qū)域的光擴(kuò)展(漏入)到與其相鄰的區(qū)域。此外， 如圖3所示，該光的擴(kuò)展在χ軸方向、y軸方向不同。這是因?yàn)?，在邊緣光型中，?lái)自LED光源(200)的光與液晶顯示面板大致平行而射入到導(dǎo)光板(201)的邊緣部，利用導(dǎo)光板(201) 內(nèi)的多次反射，從其上表面射出。如上所述，導(dǎo)光板(201)形成為厚度在從光入射端部到前端部的范圍內(nèi)逐漸變薄的楔狀，以使射出光的亮度分布在從入射端部到前端部的范圍內(nèi)均勻，但即使是所述形狀，與光入射端部相比，前端部附近位于LED光源O00)的光射出方向的前方，因此光射出量較多。例如，如圖4的(b)所示，區(qū)域C3的亮度分布示出，與未配置 LED光源(200)的一例(靠近區(qū)域D3—側(cè))相比，配置LED光源(200) —側(cè)(靠近區(qū)域B3 一側(cè))的亮度相對(duì)下降這樣的不均勻的亮度分布。另一方面，導(dǎo)光板形狀以y軸為基準(zhǔn)具有對(duì)稱性，因此如圖4的(a)所示，χ軸方向的光的分布形狀也具有大致對(duì)稱性。在圖1的(b)中示出在以相同亮度使具有所述亮度特性的背光源單元(101)點(diǎn)亮?xí)r的、畫(huà)面中央部中的y軸方向的亮度分布。如圖4的(b)所示，由于各背光源單元(101)的 y軸方向上的亮度分布呈現(xiàn)出LED光源(200) —側(cè)的亮度相對(duì)低于未配置LED光源(201) 的一側(cè)，和某個(gè)背光源單元(例如E行)進(jìn)入有來(lái)自在與其上方相鄰的背光源單元(例如 D行)的光的一部分，因此產(chǎn)生畫(huà)面上端部的亮度相對(duì)低于畫(huà)面下端部的亮度，在一個(gè)畫(huà)面中畫(huà)面下端部成為最大亮度(Li)的現(xiàn)象。因此，在本實(shí)施例中，為了得到畫(huà)面中央部的亮度相對(duì)高于畫(huà)面周邊部的亮度分布，考慮邊緣光型中的背光源單元(101)的亮度分布形狀來(lái)控制各背光源單元(101)的射出光的強(qiáng)度。圖1的(a)表示背光源裝置的照射面整體中，例如在全白顯示時(shí)射出最大亮度的光的情況下本實(shí)施例的各背光源單元(101)的控制的一例。在圖1的(a)中，各背光源單元(101)的數(shù)字表示提供給該背光源單元(101)的、用于控制背光源單元(101)的明亮度的控制信號(hào)的電平。如圖1所示，在本實(shí)施例中，使針對(duì)畫(huà)面上部的背光源單元(101)、即針對(duì)圖3中與區(qū)域Al A6對(duì)應(yīng)的背光源單元(101)的控制信號(hào)作為成為最大亮度的控制信號(hào)(例如在 8位的情況下為25 ，另一方面，例如與針對(duì)上述畫(huà)面上部的背光源單元(101)的控制信號(hào)相比，使針對(duì)亮度相對(duì)低的畫(huà)面下部的背光源單元的控制信號(hào)階段性地下降。例如，在第2 列和第3列的背光源單元(101)中，與第A C行(即區(qū)域A2 A3、B2 B3、C2 C3)的背光源單元(101)相比，針對(duì)第D行的背光源單元(101)的控制信號(hào)較低，進(jìn)而，第E行的畫(huà)面最下部的區(qū)域(D2 D3)比第D行更低。此外，對(duì)χ軸方向，隨著從χ軸中央趨向左右端部而使控制信號(hào)階段性地下降，在畫(huà)面左右端的區(qū)域(第1列和第6列的區(qū)域)使控制信號(hào)最低。即，在本實(shí)施例中，根據(jù)背光源單元(IOl)x軸方向和y軸方向的位置來(lái)改變控制信號(hào)的值，亮度相對(duì)高、并且欲使亮度低于畫(huà)面中央部的左右下端部的區(qū)域El和E6的控制信號(hào)在整個(gè)背光源單元(101)中最低。左右上端部的區(qū)域Al和A6的亮度相對(duì)低，因此控制信號(hào)的電平低于左右下端部的區(qū)域El和E6。這樣，在本實(shí)施例中，為了對(duì)使用了邊緣光型的背光源單元的亮度分布進(jìn)行修正而控制各背光源單元的發(fā)光亮度，從而例如如圖1的(c)所示，能夠得到畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)低于畫(huà)面中央部的亮度分布，能夠減小由上述亮度分布產(chǎn)生的亮度不均，并降低功耗。 以下，如上所述，將對(duì)背光源單元的發(fā)光亮度進(jìn)行控制的信號(hào)稱為“明暗度(shading)信號(hào)”，將該處理，即用于使畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)低于畫(huà)面中央部的處理稱為“明暗處理”。以下參照?qǐng)D5說(shuō)明用于對(duì)包含有上述明暗處理的背光源裝置的光強(qiáng)度進(jìn)行控制的電路結(jié)構(gòu)的一例。圖5示出用于執(zhí)行在本實(shí)施例的液晶顯示裝置中使用的明暗處理的電路框的一例。如圖5所示，本實(shí)施例的液晶顯示裝置包括用于得到使畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)低于畫(huà)面中央部的亮度分布的明暗度信號(hào)生成部(500)；圖像幀接收部(501)；圖像處理部(502)；背光源控制部(503)；圖像信號(hào)修正部(504)；背光源驅(qū)動(dòng)部(505)；液晶控制部 (506) ；H-驅(qū)動(dòng)器(507) ；V-驅(qū)動(dòng)器(508)；液晶顯示面板(509)以及背光源部(510)。圖像幀(501)接收部接收到的圖像幀被輸出到圖像信號(hào)處理部(50 。輸入到該圖像信號(hào)處理部(502)中的圖像幀檢測(cè)各背光源單元(101)的圖像的特征量、例如最大亮度，根據(jù)該特征量來(lái)決定各背光源單元的發(fā)光量，向背光源控制部(50 輸出控制信號(hào)。例如如上所述，也可以決定各背光源單元的發(fā)光量，使其與背光源單元所對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域部分中的圖像信號(hào)的最大亮度大致成正比。此外，也可以通過(guò)乘以減光率α來(lái)決定各背光源單元的發(fā)光量。該減光率α例如以在各區(qū)域的最大亮度與能夠表現(xiàn)的最大亮度相等時(shí)為 α = 1，在為能夠表現(xiàn)的最大亮度的一半時(shí)為1/2，在為能夠表現(xiàn)的最大亮度的10%時(shí)為 1/10的方式來(lái)確定。此外，也可以根據(jù)該區(qū)域的圖像信號(hào)的亮度信號(hào)檢測(cè)各區(qū)域的最大亮度，并且還可以根據(jù)RGB信號(hào)的各原色信號(hào)來(lái)檢測(cè)。此外，例如能夠單獨(dú)計(jì)算與各背光源單元(101)對(duì)應(yīng)的圖像的亮度柱狀圖來(lái)檢測(cè)上述圖像的特征量。作為圖像的特征量，除最大亮度以外還可以使用平均亮度(APL)、某個(gè)背光源單元的前圖像幀與當(dāng)前圖像幀的亮度差分的信息等。另一方面，明暗度信號(hào)生成部(500)例如輸出如圖1的(a)所示那樣的控制信號(hào)。考慮例如圖1的(b)所示的背光源裝置的照射面上的亮度分布等來(lái)預(yù)先設(shè)定該控制信號(hào)的值。在背光源控制部(50 中，在圖像信號(hào)處理部(50 中所決定的背光源單元(101) 的發(fā)光量對(duì)由明暗度信號(hào)生成部(500)所生成的控制信號(hào)進(jìn)行加權(quán)之后，作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出給背光源驅(qū)動(dòng)部(505)。背光源驅(qū)動(dòng)部(50 根據(jù)來(lái)自背光源驅(qū)動(dòng)部(505)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)各背光源單元(101)的LED光源O01)進(jìn)行點(diǎn)亮控制。用于在明暗度信號(hào)生成部(500)中生成控制信號(hào)的結(jié)構(gòu)可以由軟件實(shí)現(xiàn)，此外， 在圖5的電路由1個(gè)芯片的IC構(gòu)成時(shí)，還可以將上述軟件安裝到與該IC分別準(zhǔn)備的、用于控制圖像顯示裝置整體的主微型機(jī)中。此外，也可以預(yù)先計(jì)算用于生成各背光源單元(101) 的控制信號(hào)的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到ROM等所代表的存儲(chǔ)器中，將其作為L(zhǎng)UT(Look Up Table:查找表)進(jìn)行參照來(lái)生成控制信號(hào)。在背光源驅(qū)動(dòng)部(505)中，驅(qū)動(dòng)背光源的信號(hào)為PWM(Pulse Width Modulation) 或者振幅調(diào)制。在為PWM的情況下，PWM頻率為恒定，按照發(fā)光強(qiáng)度使ON期間與OFF期間之比(占空比)變化，對(duì)LED光源(200)進(jìn)行PWM控制。此外，期望PWM頻率高于液晶顯示裝置的幀頻率或者與液晶顯示裝置的幀頻率為同等程度。此外，圖像信號(hào)修正部(504)根據(jù)在圖像信號(hào)處理部(502)中所決定的各背光源單元(101)的發(fā)光量來(lái)修正圖像信號(hào)。該修正是例如將上述減光率α的倒數(shù)作為放大率對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行放大的處理。例如在減光率α為1/2時(shí)，以2倍的放大率放大圖像信號(hào)。 這樣，在圖像信號(hào)修正部(504)中修正的圖像信號(hào)與水平和垂直同步信號(hào)一起向液晶控制部(506)輸出。在液晶控制部(506)中，根據(jù)所輸入的圖像信號(hào)、水平以及垂直同步信號(hào)來(lái)生成顯示控制信號(hào)，并輸出到H-驅(qū)動(dòng)器和V-驅(qū)動(dòng)器中。在H-驅(qū)動(dòng)器中，根據(jù)來(lái)自液晶控制部 (506)的顯示控制信號(hào)生成顯示信號(hào)，并輸出給液晶顯示面板009)。在V-驅(qū)動(dòng)器中，生成與水平和垂直同步信號(hào)同步的掃描信號(hào)，并施加到液晶顯示面板(509)。在液晶顯示面板 (509)中，根據(jù)來(lái)自H-驅(qū)動(dòng)器和V-驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)各掃描電極和各數(shù)據(jù)電極，來(lái)向?qū)?yīng)的像素區(qū)域施加與顯示信號(hào)對(duì)應(yīng)的灰度電壓，控制該像素區(qū)域中的液晶的響應(yīng)。這樣，在本實(shí)施例中，在邊緣型的背光源裝置中，考慮來(lái)自LED光源的光的前進(jìn)方向來(lái)控制背光源單元的光強(qiáng)度。即，使多個(gè)背光源單元中的、位于光的前進(jìn)方向的上游側(cè)端部的背光源單元的光強(qiáng)度相對(duì)高于位于光的前進(jìn)方向的下游側(cè)端部的背光源單元的光強(qiáng)度。換言之，使具有與背光源裝置的照射面的第一端部(在本實(shí)施例中為上側(cè)的端部)相鄰的LED光源的背光源單元的光強(qiáng)度大于與第二端部(在本實(shí)施例中為下側(cè)的端部)相鄰的背光源單元的控制信號(hào)的值，其中，第二端部與第一端部相對(duì)。據(jù)此，根據(jù)考慮了具有邊緣光型的亮度分布的控制信號(hào)來(lái)進(jìn)行明暗處理，能夠?qū)α炼确植歼M(jìn)行修正，并且得到畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)低于畫(huà)面中央部的亮度分布，能夠得到良好的畫(huà)質(zhì)，并且降低功耗。此外，在上述實(shí)施例中，將背光源的照射面分成30個(gè)區(qū)域，但不限于此，也可以分成比30個(gè)少或多的區(qū)域。此外，示出了以圖像信號(hào)的最大亮度對(duì)各背光源單元的光強(qiáng)度進(jìn)行控制的例子，但不限于此，也可以使用平均亮度電平(APL)來(lái)進(jìn)行相同的控制。此外，各背光源單元的導(dǎo)光板也可以使用圖2所示的形狀以外的導(dǎo)光板。實(shí)施例2
接著，參照?qǐng)D6和圖7來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。該第二實(shí)施例構(gòu)成為，背光源單元(101)中的LED光源(200)的安裝位置和光射出方向與實(shí)施例1不同，如圖6所示，LED 光源(200)設(shè)置在導(dǎo)光板的左端部側(cè)，與χ軸方向平行而向?qū)Ч獍迳淙牍?在本例中從左向右射入光)。在這樣的背光源單元(101)的結(jié)構(gòu)中也與實(shí)施例1相同地示出，由于上述的理由， 各背光源單元(101)的LED光源一側(cè)的亮度相對(duì)低于未配置LED光源一側(cè)的亮度這樣的不均勻的亮度分布。在所述情況下，本實(shí)施例構(gòu)成為，例如如圖7所示，將與區(qū)域Ll L5 分別對(duì)應(yīng)的上述明暗度信號(hào)設(shè)定成滿足下述關(guān)系的值，并在圖5所示的明暗度信號(hào)生成部 (500)中生成上述明暗度信號(hào)。Ll > L2 > L3 > L4 > L5這樣，通過(guò)根據(jù)邊緣光型中的光的入射方向來(lái)變更明暗度信號(hào)，能夠得到與實(shí)施例1相同的效果。這樣，本實(shí)施例中，在邊緣型的背光源裝置中，考慮來(lái)自LED光源的光的前進(jìn)方向來(lái)控制背光源單元的光強(qiáng)度。即，使多個(gè)背光源單元中的、位于光的前進(jìn)方向的上游側(cè)端部的背光源單元的光強(qiáng)度相對(duì)高于位于光的前進(jìn)方向的下游側(cè)端部的背光源單元的光強(qiáng)度。換言之，使具有與背光源裝置的照射面的第一端部(在本實(shí)施例中為左側(cè)的端部) 相鄰的LED光源的背光源單元的光強(qiáng)度大于與第二端部(在本實(shí)施例中為右側(cè)的端部)相鄰的背光源單元的控制信號(hào)的值，其中，第二端部與第一端部相對(duì)。據(jù)此，能夠修正亮度分布，得到畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)低于畫(huà)面中央部的亮度分布，能夠得到良好的畫(huà)質(zhì)，并且降低功耗。實(shí)施例3接著，參照?qǐng)D8 圖10來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。該第三實(shí)施例在具有用于補(bǔ)償LED的發(fā)光亮度隨著溫度的上升而降低這一點(diǎn)上與實(shí)施例1和實(shí)施例2不同。此外，在本第三實(shí)施例中，背光源單元(101)中的LED光源O00)的安裝位置和光射出方向與實(shí)施例2相同。圖8示出例如在輸入全白圖像那樣的最大點(diǎn)亮圖像時(shí)的、液晶顯示裝置中的水平方向的溫度分布。如圖8所示，在垂直方向上設(shè)定的A、B、C各位置上的溫度通過(guò)與由LED 光源等產(chǎn)生的熱進(jìn)行對(duì)流而傳遞到液晶顯示裝置的上方，因此溫度在從畫(huà)面下部到上部的范圍內(nèi)上升。此外，在A、B、C的任一位置且在畫(huà)面左右端的熱相對(duì)低于中央部，但這是因?yàn)槟軌蛟诋?huà)面端部得到向空氣層散熱的散熱效果。圖9示出LED光源的溫度特性的一例。如圖9所示，LED光源通常具有發(fā)光亮度隨著LED周圍溫度的上升而下降的溫度特性。因此，在大致相同亮度的背光源單元以相同控制值點(diǎn)亮?xí)r，可能產(chǎn)生越位于畫(huà)面上部的背光源單元溫度越上升，并且亮度越下降，畫(huà)面上端的亮度相對(duì)低的現(xiàn)象。因此，在本實(shí)施例中，作為上述問(wèn)題的對(duì)策，如圖10所示，生成明暗度信號(hào)，以使位于亮度相對(duì)低的畫(huà)面左端部的背光源單元(101)和位于溫度上升的畫(huà)面上端部的背光源單元(101)的光強(qiáng)度變強(qiáng)。即，本實(shí)施例構(gòu)成為，例如如圖10所示，將與區(qū)域Ll L5 分別對(duì)應(yīng)的上述明暗度信號(hào)設(shè)定成滿足下述關(guān)系的值，并在圖5所示的明暗度信號(hào)生成部 (500)中生成上述明暗度信號(hào)。Ll > L2 > L3 > L4 > L5
也可以是，在明暗度信號(hào)生成部(500)中，將明暗度信號(hào)的數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在ROM等中，根據(jù)從電源接通時(shí)起的經(jīng)過(guò)時(shí)間，參照LUT來(lái)切換上述明暗度信號(hào)，其中，上述明暗度信號(hào)用于修正LED光源的發(fā)光亮度隨著由從預(yù)先接通電源起的時(shí)間經(jīng)過(guò)所產(chǎn)生的溫度上升而降低。這樣，第三實(shí)施例具有以下效果，由于對(duì)光強(qiáng)度在高溫時(shí)下降的畫(huà)面上部的背光源單元(101)的光強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化，因此能夠修正在由導(dǎo)光板產(chǎn)生的亮度分布以外，也能夠修正由溫度產(chǎn)生的亮度分布，并且能夠得到使畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)低于畫(huà)面中央部的亮度分布，能夠得到良好的畫(huà)質(zhì)，并且能夠降低功耗。實(shí)施例4接著，參照?qǐng)D11來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例。該第四實(shí)施例在按照用戶選擇的圖像模式動(dòng)態(tài)地對(duì)明暗處理進(jìn)行控制這一點(diǎn)上與實(shí)施例1 3不同。圖11示出實(shí)施例4中的電路框圖。在圖11中，例如由用戶進(jìn)行遙控器操作而選擇出的圖像模式所對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)從微型機(jī)(1100)輸出到明暗度信號(hào)生成部(500)，在明暗度信號(hào)生成部(500)中控制明暗度信號(hào)。例如，在觀看電影等圖像內(nèi)容的圖像模式中，用戶的注視點(diǎn)并不是始終停留在大致中心區(qū)域，而是如字幕等所代表那樣，用戶的注視點(diǎn)有時(shí)會(huì)移動(dòng)到畫(huà)面端部。因此，本實(shí)施例通過(guò)微型機(jī)(1100)控制明暗度信號(hào)，以使在顯示電影等時(shí)，通過(guò)明暗處理而低于畫(huà)面中央部的亮度的畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)高于顯示新聞等信息節(jié)目等的圖像內(nèi)容的情況。例如，用以下方式控制明暗度信號(hào)生成部(500)，在顯示電影等情況下，畫(huà)面周邊部相對(duì)于畫(huà)面中央部的亮度為100% 80%，在顯示信息節(jié)目等情況下，畫(huà)面周邊部相對(duì)于畫(huà)面中央部的亮度為80% 65%等，微型機(jī)(1100)根據(jù)要顯示的內(nèi)容來(lái)切換明暗度信號(hào)。能夠通過(guò)對(duì)例如從遙控器發(fā)送出的遙控器信號(hào)表示哪個(gè)圖像模式進(jìn)行識(shí)別，來(lái)判斷要在畫(huà)面上顯示電影還是信息節(jié)目。即，考慮到用戶在收看電影時(shí)將“電影模式”選擇為圖像模式，在收看新聞等信息節(jié)目時(shí)多選擇“正常模式”。因此，微型機(jī)(1100)在識(shí)別出對(duì)從遙控器發(fā)送出的圖像模式進(jìn)行選擇的遙控器信號(hào)表示“電影模式”時(shí)，向明暗度信號(hào)生成部(500)發(fā)送用于使畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)于畫(huà)面中央部為100% 80%的指令，在識(shí)別出表示“正常模式”時(shí)，向明暗度信號(hào)生成部(500)發(fā)送用于使畫(huà)面周邊部的亮度相對(duì)于畫(huà)面中央部為80% 65%的指令。此外，也可以根據(jù)廣播信號(hào)所包含的EPG(電子節(jié)目指南)信息來(lái)識(shí)別要顯示的圖像內(nèi)容的種類。例如在由用戶選擇某個(gè)節(jié)目時(shí)，獲取該選擇出的節(jié)目的EPG信息，來(lái)識(shí)別選擇出的節(jié)目的種類(電影、新聞、體育等)。然后，根據(jù)該識(shí)別結(jié)果，與上述相同地控制明暗
度信號(hào)。這樣，在本實(shí)施例中，能夠得到與要顯示的圖像內(nèi)容相應(yīng)的亮度分布，并且降低功耗。實(shí)施例5接著，參照?qǐng)D12來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施例。該第五實(shí)施例在按照?qǐng)D像信號(hào)動(dòng)態(tài)地控制明暗度信號(hào)這一點(diǎn)上與實(shí)施例1 3不同。圖12示出實(shí)施例5中的電路框圖。在圖12所示的電路框中，圖像信號(hào)處理部 (502)根據(jù)接收到的圖像信號(hào)檢測(cè)圖像的特征量，將與該檢測(cè)到的特征量對(duì)應(yīng)的圖像特征量信號(hào)(1200)輸出到明暗度信號(hào)生成部(500)。明暗度信號(hào)生成部(500)根據(jù)該圖像特征量信號(hào)(1200)來(lái)控制明暗度信號(hào)。輸出到明暗度信號(hào)生成部(500)中的圖像特征量信號(hào)(1200)例如包含有一畫(huà)面整體的圖像信號(hào)的平均亮度(APL)和預(yù)定亮度以上的明亮的物體所處的位置(背光源單元)的信息。例如，在整體較暗的圖像的畫(huà)面端部存在明亮的物體時(shí)，人的注視點(diǎn)朝向明亮的物體，但若通過(guò)明暗處理使畫(huà)面周邊部的背光源單元的亮度下降，則該明亮的物體的亮度也下降，因此有時(shí)導(dǎo)致難以觀察到明亮的物體，或者觀察到其比較暗的圖像更暗。因此，在本實(shí)施例中，并不經(jīng)常進(jìn)行明暗處理，而是按照?qǐng)D像特征量信號(hào)(1200) 來(lái)變更明暗度信號(hào)的強(qiáng)度。例如，在圖像信號(hào)處理部(502)中，根據(jù)與各背光源單元(101) 對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域的部分中的圖像信號(hào)來(lái)計(jì)算亮度柱狀圖，確定具有預(yù)定亮度以上(例如 200以上)的明亮度的度數(shù)在預(yù)定度數(shù)以上的背光源單元(101)的位置。由此，能夠知道在哪個(gè)背光源單元(101)中存在明亮的物體。再有，為了獲知畫(huà)面整體的圖像的明亮度，圖像信號(hào)處理部(50 檢測(cè)一圖像幀整體的平均亮度(APL)。能夠根據(jù)這些檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)在整體較暗的圖像的畫(huà)面端部存在明亮的物體的圖像已被輸入。圖像信號(hào)處理部(502)將上述檢測(cè)結(jié)果即明亮的物體的位置信息和APL信息作為圖像特征量信號(hào)(1200)向明暗度信號(hào)生成部(500)輸出。在包含在該圖像特征量信號(hào) (1200)中的APL在預(yù)定值以下(例如20以下)的情況，進(jìn)而位置信息表示明亮的物體所處的背光源單元(101)的位置為畫(huà)面端部(圖3的A行、E行和1列、6列的背光源單元)的情況下，明暗度信號(hào)生成部(500)進(jìn)行控制，以生成使畫(huà)面端部的亮度下降減弱的控制信號(hào)，或者不進(jìn)行明暗處理本身。這樣，通過(guò)進(jìn)行控制，存在于畫(huà)面端部的明亮的物體的峰值亮度變高，容易觀察到該明亮的物體并且能夠防止觀察到其比較暗的圖像更暗。此外，為了簡(jiǎn)化控制，為了對(duì)APL 較低的圖像得到較高的峰值亮度，也可以是，控制成生成使畫(huà)面端部的亮度下降減弱的控制信號(hào)，或者不進(jìn)行明暗處理本身。實(shí)施例6接著，參照?qǐng)D13來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施例。該第六實(shí)施例與實(shí)施例1 5的不同在于，設(shè)置動(dòng)態(tài)地進(jìn)行功率控制的APC (Auto Power Control)控制部(1300)，由該APC控制部(1300)變更針對(duì)各背光源單元(101)的控制信號(hào)這一點(diǎn)。圖13示出實(shí)施例6中的電路框圖。在圖13所示的電路框中，背光源控制部(503) 在對(duì)由明暗度信號(hào)生成部(500)所生成的針對(duì)各背光源單元(101)的控制信號(hào)進(jìn)行加權(quán)之后，向APC控制部(1300)輸出，在APC控制部(1300)中對(duì)該被加權(quán)后的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后向背光源驅(qū)動(dòng)部(50 輸出。接著說(shuō)明APC控制部(1300)的動(dòng)作。在APC控制部(1300)中，接受所有的針對(duì)背光源單元(101)的控制信號(hào)，根據(jù)該控制信號(hào)計(jì)算由液晶顯示裝置的背光源裝置消耗的功率。例如，在控制信號(hào)與功耗的關(guān)系為正比關(guān)系的情況下，通過(guò)計(jì)算所有的針對(duì)背光源單元(101)的控制信號(hào)的值的總和，能夠計(jì)算由背光源整體消耗的功率。此外，即使在控制信號(hào)與功耗的關(guān)系不為正比關(guān)系的情況下，將單個(gè)背光源單元中的控制信號(hào)與功耗的關(guān)系預(yù)先存儲(chǔ)在ROM等所代表的存儲(chǔ)器中，從存儲(chǔ)器中讀出與針對(duì)各背光源單元的控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的功耗，并計(jì)算總和，從而能夠計(jì)算背光源裝置整體的功耗。APC控制部(1300)在該計(jì)算出的功耗值超出規(guī)定的閾值時(shí)，根據(jù)與該閾值的差，對(duì)所有的針對(duì)背光源單元的控制信號(hào)(為了明暗處理而進(jìn)行加權(quán)的控制信號(hào))均乘以1以下的增益量，具有限制最大功耗的作用。例如，在將上述閾值設(shè)定為最大功耗的90%，而在APC控制部(1300)中計(jì)算出最大功耗的95%的功耗值時(shí)，對(duì)所有的針對(duì)背光源單元的控制信號(hào)均乘以90/95( 0. 947)，限制最大功耗。將像這樣得到的針對(duì)各背光源單元的控制信號(hào)向背光源驅(qū)動(dòng)部(50 輸出，背光源驅(qū)動(dòng)部(50 對(duì)各背光源單元 (101)進(jìn)行點(diǎn)亮控制。此外，雖未圖示，但也可以按照用戶選擇的圖像模式來(lái)切換上述閾值。此外，通過(guò)將APC控制部(1300)配置在明暗度信號(hào)生成部(500)的下一級(jí)，能夠在不受明暗處理的有無(wú)、強(qiáng)度的影響的情況下，限制最大功耗。這樣，通過(guò)使用APC控制部，能夠限制由背光源消耗的最大功耗，除了降低由明暗處理所消耗的功耗以外，還能夠進(jìn)一步提高降低功耗的效果。此外，雖然也可以單獨(dú)對(duì)各背光源單元(101)分別設(shè)置上述導(dǎo)光板O01)，但還可以使導(dǎo)光板(201)連結(jié)在多個(gè)背光源單元(101)之間。即也可以由一個(gè)一體化導(dǎo)光板來(lái)構(gòu)成多個(gè)背光源單元(101)的導(dǎo)光板(201)。這種情況下，優(yōu)選在一體化導(dǎo)光板上的與背光源單元(101)的邊界對(duì)應(yīng)的部分預(yù)先形成槽。產(chǎn)業(yè)上的可應(yīng)用性本發(fā)明能夠適用于可將背光源分成多個(gè)區(qū)域來(lái)單獨(dú)控制各區(qū)域的液晶顯示裝置、 例如液晶電視或便攜顯示器。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其具有顯示面板；和用于向上述顯示面板照射光的背光源， 所述圖像顯示裝置的特征在于，其包括對(duì)來(lái)自上述背光源的光的強(qiáng)度進(jìn)行控制的背光源控制部，其中，上述背光源通過(guò)以矩陣狀排列多個(gè)邊緣光型的背光源單元來(lái)構(gòu)成，上述背光源單元具有光源；和被射入來(lái)自上述光源的光并將其向上述顯示面板射出的導(dǎo)光板，上述背光源控制部按上述每個(gè)背光源單元來(lái)單獨(dú)控制光源，即控制來(lái)自位于畫(huà)面周邊部的背光源單元的光的強(qiáng)度，使其低于來(lái)自位于畫(huà)面中央部的背光源單元的光的強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，上述背光源控制部還控制上述多個(gè)背光源單元中的、具有與上述背光源的照射面的第一端部相鄰的光源的上述背光源單元的光強(qiáng)度，使其高于與第二端部相鄰的背光源單元的光強(qiáng)度，其中，上述第二端部與上述第一端部相對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，上述背光源控制部控制位于上述圖像顯示裝置的畫(huà)面上部的上述背光源單元的光強(qiáng)度，使其相對(duì)高于位于上述圖像顯示裝置的畫(huà)面下部的上述背光源單元的光強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括按照用戶設(shè)定的圖像顯示模式來(lái)輸出控制信號(hào)的控制器， 其中，按照上述控制器的控制信號(hào)來(lái)單獨(dú)控制上述背光源單元的光強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 還包括用于檢測(cè)輸入圖像的特征量的圖像信號(hào)處理部，其中，上述背光源控制部按照在上述圖像信號(hào)處理部中檢測(cè)到的上述輸入圖像的特征量來(lái)控制上述畫(huà)面周邊部的亮度下降程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于，在上述圖像信號(hào)處理部中檢測(cè)到的上述輸入圖像的特征量是輸入圖像的平均亮度水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于， 還包括用于限制最大功耗的APC控制部，其中，上述APC控制部按照由上述背光源控制部所決定的針對(duì)各背光源單元的控制信號(hào)來(lái)計(jì)算出功耗，當(dāng)該計(jì)算出的功耗在預(yù)定值以上時(shí)變更針對(duì)上述背光源單元的控制信號(hào)。
8.一種背光源裝置，用于向顯示面板照射光，其特征在于， 其包括邊緣光型的多個(gè)背光源單元，上述背光源單元包括光源和被射入來(lái)自上述光源的光并將其向上述顯示面板射出的導(dǎo)光板；和背光源控制部，其用于按上述每個(gè)背光源單元來(lái)單獨(dú)控制光源， 上述背光源控制部控制來(lái)自位于畫(huà)面周邊部的背光源單元的光的強(qiáng)度，使其低于來(lái)自位于畫(huà)面中央部的背光源單元的光的強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光源裝置，其特征在于，上述背光源控制部還控制上述多個(gè)背光源單元中的、具有與上述背光源的照射面的第一端部相鄰的光源的上述背光源單元的光強(qiáng)度，使其高于與第二端部相鄰的背光源單元的光強(qiáng)度，其中，上述第二端部與上述第一端部相對(duì)。
10. 一種圖像顯示裝置，其具有顯示面板；和用于向上述顯示面板照射光的背光源， 所述圖像顯示裝置的特征在于，其包括 對(duì)來(lái)自上述背光源的光的強(qiáng)度進(jìn)行控制的背光源控制部，其中，上述背光源通過(guò)以矩陣狀排列多個(gè)邊緣光型的背光源單元來(lái)構(gòu)成，上述背光源單元具有光源；和被射入來(lái)自上述光源的光并將其向上述顯示面板射出的導(dǎo)光板，上述多個(gè)背光源單元的光源分別被設(shè)置成使其從上述背光源的第一端部一側(cè)向與該第一端部相對(duì)的第二端部一側(cè)的方向射出光，上述背光源控制部使配置在上述第一端部一側(cè)的上述背光源單元的光強(qiáng)度高于配置在上述第二端部一側(cè)的上述背光源單元的光強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像顯示裝置，其具有使用了邊緣光型的背光源，能夠應(yīng)用于以矩陣狀排列多個(gè)邊緣光型的背光源單元而構(gòu)成的背光源中，所述邊緣光型的背光源單元包括LED光源；和將來(lái)自該LED光源的光向顯示面板射出的導(dǎo)光板。并且，本發(fā)明控制來(lái)自位于畫(huà)面周邊部的背光源單元的光的強(qiáng)度，使其低于來(lái)自位于畫(huà)面周邊部的背光源單元的光的強(qiáng)度，并且控制具有與背光源的照射面的第一端部相鄰的LED光源的背光源單元的光強(qiáng)度，使其高于與第二端部相鄰的背光源單元的光強(qiáng)度，其中第二端部與該第一端部相對(duì)。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到良好的畫(huà)質(zhì)，并且降低功耗。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK102213864SQ20111009254
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者大木佑哉, 田中和彥, 都留康隆 申請(qǐng)人:日立民用電子株式會(huì)社