JP5152375B2 - Backlight system, liquid crystal display device, and backlight adjustment method - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、バックライトシステム及び該バックライトシステムを備える液晶表示装置並びにバックライトの調整方法に関する。  The present invention relates to a backlight system, a liquid crystal display device including the backlight system, and a backlight adjustment method.

液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力という特徴から、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯端末機器等の広い分野で利用されている。この液晶表示装置は液晶表示パネルの背面側にバックライト光源を備えており、バックライト光源から出る光の透過量を液晶で制御することにより表示を行っている。このバックライト光源として、従来は蛍光管が用いられていたが、蛍光管を点灯させるためにはインバータ回路などの周辺回路が必要であり、また、インバータ回路からノイズが発生することから、近年ではＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられている。  Liquid crystal display devices are used in a wide range of fields such as OA devices, AV devices, and portable terminal devices because of their thinness, light weight, and low power consumption. This liquid crystal display device includes a backlight light source on the back side of the liquid crystal display panel, and displays by controlling the amount of light transmitted from the backlight light source with liquid crystal. Conventionally, a fluorescent tube has been used as the backlight light source. However, in order to turn on the fluorescent tube, a peripheral circuit such as an inverter circuit is necessary, and noise is generated from the inverter circuit. An LED (Light Emitting Diode) is used.

ここで、液晶表示装置を用いて動画を表示する際、液晶自体の応答速度に起因して映像が動いた部分に残像が検知されて表示品位が低下するという問題があり、この残像を防止するために、ＬＥＤ群を１フィールド期間に１回以上、消灯して画面を暗くする方法が用いられる。この方法は、ＲＧＢのいずれかの画像を書き込んでいる期間はＬＥＤ群を一斉に消灯し、ＲＧＢのいずれかの画像が書き込まれて保持されている間に対応する色のＬＥＤ群を点灯するという動作を繰り返す方法であるが、この方法ではフィールド期間に占めるＬＥＤ群の発光期間が短くなるため、定常的な照明に比べて表示が暗くなってしまうという問題がある。  Here, when displaying a moving image using a liquid crystal display device, there is a problem that an afterimage is detected in a portion where the image has moved due to the response speed of the liquid crystal itself, and the display quality is deteriorated, and this afterimage is prevented. Therefore, a method is used in which the LED group is turned off at least once per field period to darken the screen. In this method, the LED group is turned off all at once during the period during which any RGB image is written, and the corresponding LED group is turned on while any RGB image is written and held. This method is a method of repeating the operation, but this method has a problem that the light emission period of the LED group in the field period is shortened, so that the display becomes darker than that of the steady illumination.

上記問題に対して、ＬＥＤ群の一部を順次消灯する方法が提案されている。この方法は、液晶パネルを複数の領域に分割すると共に、ＬＥＤ群も液晶パネルに対応して複数の領域に分割しておき、液晶パネルの複数の領域に順次画像を書き込む際に、液晶パネルの応答遷移期間の領域に対応するＬＥＤ群の領域を消灯させる方法であり、応答遷移期間の領域のＬＥＤ群を消灯することにより残像を防止できると共に他の領域のＬＥＤ群を点灯することにより明るい表示を得ることができる。  In order to solve the above problem, a method of sequentially turning off a part of the LED group has been proposed. In this method, the liquid crystal panel is divided into a plurality of regions, and the LED group is also divided into a plurality of regions corresponding to the liquid crystal panel. It is a method of turning off the LED group area corresponding to the response transition period area, and afterimages can be prevented by turning off the LED group in the response transition period area, and bright display by turning on the LED groups in other areas Can be obtained.

しかしながら、ＬＥＤの発光特性や発光量は一定ではなく、また、経時的にも変化するため、ＬＥＤ群の一部を順次消灯する方法では、発光の弱いＬＥＤが点灯している期間で輝度が小さくなったり、ＲＧＢのいずれかのＬＥＤの発光が弱いとホワイトバランスがずれ、視覚的に所望の輝度、輝度均一性及びホワイトバランスが得られず、安定した表示が得られないという問題が生じる。  However, since the light emission characteristics and light emission amount of the LED are not constant and change over time, the method of sequentially turning off a part of the LED group has a low luminance during the period when the LED with weak light emission is on. If the light emitted from any of the RGB LEDs is weak, the white balance is shifted, and the desired luminance, luminance uniformity and white balance cannot be obtained visually, and stable display cannot be obtained.

そこで、例えば、下記特許文献１では、図７に示すように、バックライト光源の発光領域が複数個の分割領域に分割され、複数個の発光領域の中の１個の分割領域を除いて点灯され、かつ、その１個の分割領域は複数個の分割領域の中から順次選択されて消灯されるバックライト１００に対して、バックライト光源を調光制御するバックライト制御部１０６とバックライト光源の光量を検知するフォトセンサ１０７とを設け、このバックライト制御部１０６で、フォトセンサ１０７からの出力を基に複数個の分割領域の各々の発光量を制御する液晶表示装置を開示している。  Therefore, for example, inPatent Document 1 below, as shown in FIG. 7, the light emission area of the backlight light source is divided into a plurality of divided areas, and lighting is performed except for one divided area among the plurality of light emitting areas. In addition, thebacklight control unit 106 that performs dimming control of the backlight light source and the backlight light source for thebacklight 100 that is sequentially selected from the plurality of divided regions and is turned off. And a photosensor 107 that detects the amount of light emitted from the photosensor 107, and thebacklight control unit 106 discloses a liquid crystal display device that controls the amount of light emitted from each of the plurality of divided regions based on the output from the photosensor 107. .

特開２００５−２０８４８６号公報（第５−７頁、第１図）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-208486 (page 5-7, FIG. 1)

しかしながら、上記特許文献１記載のバックライト１００では、フィードバック制御のために、分割している全ての期間においてフォトセンサ１０７で連続的にバックライト光源の光量を検知しなければならず、また、分割した全ての領域の輝度とホワイトバランスを合わせるための計算を行なわなければならないために、バックライト制御部１０６の規模が大きくなってしまうという問題がある。また、制御が複雑になってしまうため、バックライト１００が大型化して分割数が多くなった場合に対応できない可能性も生じる。  However, in thebacklight 100 described inPatent Literature 1, for the feedback control, the light amount of the backlight light source must be continuously detected by the photosensor 107 during all the divided periods. There is a problem that the scale of thebacklight control unit 106 becomes large because a calculation for matching the brightness and white balance of all the areas must be performed. In addition, since the control becomes complicated, there is a possibility that thebacklight 100 may not be able to cope with an increase in size and a large number of divisions.

また、フォトセンサ１０７からの距離がＬＥＤ群１０１〜１０４によって異なるためにフォトセンサ１０７への入射光量が異なり、その結果、ＬＥＤ群１０１〜１０４の輝度、色度を合わせるためには更に補正が必要となり、一方、フォトセンサ１０７への入射光量を一定にするために導光路や集光器を用いた場合には、その分コストがかかってしまうという問題もある。  In addition, since the distance from the photo sensor 107 differs depending on theLED groups 101 to 104, the amount of light incident on the photo sensor 107 differs. As a result, further correction is necessary to match the luminance and chromaticity of theLED groups 101 to 104. On the other hand, when a light guide or a condenser is used to make the amount of light incident on the photosensor 107 constant, there is a problem that the cost increases accordingly.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、簡単かつ確実に各ＬＥＤの発光を調整可能とし、色ずれがなく良好なホワイトバランスを実現することができるバックライトシステム及び該バックライトシステムを備える液晶表示装置並びにバックライトの調整方法を提供することにある。  The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to make it possible to easily and reliably adjust the light emission of each LED, and to realize a good white balance without color misregistration. A light system, a liquid crystal display device including the backlight system, and a backlight adjustment method are provided.

上記目的を達成するため、本発明は、複数の発光色のＬＥＤが配列されたＬＥＤユニットを複数列備えるＬＥＤ部と、タイミング信号に基づいて、ＬＥＤ駆動信号を出力するバックライトコントロール部と、前記ＬＥＤ駆動信号に基づいて、各々の前記ＬＥＤユニットを順次点灯又は消灯させるＬＥＤドライバ部とを少なくとも備えるバックライトシステムにおいて、各々の前記ＬＥＤユニットの長手方向端部近傍に、各々の前記ＬＥＤユニットの光量を検出する複数のフォトセンサ部を備え、複数の前記フォトセンサ部は同じ光量に対して略等しい出力が得られるように調整され、前記バックライトコントロール部には、各々の前記フォトセンサ部の出力を略等しくするために各々の前記ＬＥＤユニットに流す電流値が記憶され、前記複数のフォトセンサのうち、所定の一つのフォトセンサでホワイトバランスを合わせた情報と前記各々のＬＥＤユニット毎に記憶された電流値とに基づいて、前記ＬＥＤユニットを駆動するものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an LED unit including a plurality of columns of LED units in which LEDs of a plurality of emission colors are arranged, a backlight control unit that outputs an LED drive signal based on a timing signal, and In a backlight system including at least an LED driver unit that sequentially turns on or off each LED unit based on an LED drive signal, the amount of light of each LED unit is near the longitudinal end of each LED unit. The plurality of photosensor units are adjusted so that substantially the same output can be obtained with respect to the same light amount, and the backlight control unit has an output of each of the photosensor units. value of the current flowing to each of the LED units are stored for substantially equal,said plurality Of photosensor, inwhich it based on the current value stored for each LED unit of the respective information that matches the white balance at a predetermined one of the photo sensors, to drive the LED unit.

本発明においては、各々の前記ＬＥＤユニットは、複数のブロック毎に個別に点灯し、前記フォトセンサ部には、各々の前記ブロックの位置に応じたゲイン補正情報が記憶され、調整の対象となる前記ブロックに対応する前記ゲイン補正情報でゲインが調整された前記フォトセンサ部の検出値で、各ブロック毎に調整される構成とすることができる。In the present invention, each of the LED unitislit individually for each ofa plurality of blocks, said photosensor section, gain correction information corresponding to the position of each of said blocks are stored, subject to adjustmentThe detection value of the photosensor unit whose gain is adjusted by the gain correction information corresponding to the blockmay be adjusted for each block .

また、本発明の液晶表示装置は、上記いずれか一に記載のバックライトシステムと、一対の基板間に液晶が挟持された液晶パネルとを少なくとも備え、前記液晶パネルの表示に同期させて、前記ＬＥＤユニットの点灯又は消灯が制御されるものである。  The liquid crystal display device of the present invention includes at least the backlight system according to any one of the above and a liquid crystal panel in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and is synchronized with the display of the liquid crystal panel. The LED unit is controlled to be turned on or off.

また、本発明は、複数の発光色のＬＥＤが配列されたＬＥＤユニットを複数列備えるＬＥＤ部と、タイミング信号に基づいて、ＬＥＤ駆動信号を出力するバックライトコントロール部と、前記ＬＥＤ駆動信号に基づいて、各々の前記ＬＥＤユニットを順次点灯又は消灯させるＬＥＤドライバ部と、各々の前記ＬＥＤユニットの長手方向端部近傍に設けた、各々の前記ＬＥＤユニットの光量を検出する複数のフォトセンサ部とを少なくとも備えるバックライトシステムにおけるバックライトの調整方法であって、複数の前記フォトセンサ部を同じ光量に対して略等しい出力が得られるように調整する第１のステップと、前記バックライトコントロール部に、各々の前記フォトセンサ部の出力を略等しくするために各々の前記ＬＥＤユニットに流す電流値を記憶する第２のステップと、所定の前記ＬＥＤユニットのホワイトバランスを調整する第３のステップと、前記ＬＥＤユニットのホワイトバランスを決定する情報と前記電流値とに基づいて、他の前記ＬＥＤユニットのホワイトバランスを調整する第４のステップと、を少なくとも有するものであり、各々の前記ＬＥＤユニットは複数のブロックに分割され、前記ブロック毎に点灯又は消灯が制御可能であり、前記第３のステップでは、前記フォトセンサ部に、各々の前記ブロックの位置に応じたゲイン補正情報を記憶し、調整の対象となる前記ブロックに対応する前記ゲイン補正情報に基づいて、前記フォトセンサ部のゲインを調整し、所定の前記ＬＥＤユニットの前記ブロック毎にホワイトバランスを調整する構成とすることができる。  In addition, the present invention is based on an LED unit including a plurality of rows of LED units in which LEDs of a plurality of emission colors are arranged, a backlight control unit that outputs an LED drive signal based on a timing signal, and the LED drive signal. An LED driver for sequentially turning on or off each of the LED units, and a plurality of photosensors for detecting the light amount of each of the LED units, provided in the vicinity of the longitudinal end of each of the LED units. A backlight adjustment method in a backlight system comprising at least a first step of adjusting a plurality of the photosensor units so as to obtain a substantially equal output with respect to the same light amount, and the backlight control unit, In order to make the output of each of the photo sensor sections substantially equal, Based on the second step of storing the current value, the third step of adjusting the white balance of the predetermined LED unit, the information for determining the white balance of the LED unit, and the current value, the other And a fourth step of adjusting the white balance of the LED unit. Each of the LED units is divided into a plurality of blocks, and lighting or extinguishing can be controlled for each block. In this step, gain correction information corresponding to the position of each block is stored in the photo sensor unit, and the gain of the photo sensor unit is determined based on the gain correction information corresponding to the block to be adjusted. To adjust the white balance for each block of the predetermined LED unit. It can be.

このように、複数のＬＥＤユニットに対してフォトセンサ部を１つ設ける構成では、予めＬＥＤユニットの位置に応じて設定されたゲイン補正情報に基づいて、フォトセンサ部のゲインを調整することにより、フォトセンサ部のキャリブレーションを最適な状態で行なうことができる。  Thus, in the configuration in which one photosensor unit is provided for a plurality of LED units, by adjusting the gain of the photosensor unit based on the gain correction information set in advance according to the position of the LED unit, Calibration of the photo sensor unit can be performed in an optimum state.

また、複数のＬＥＤユニットの各々に対してフォトセンサ部を設ける構成では、予め各々のフォトセンサ部の出力が略等しくなるように設定した各々のＬＥＤユニットに対する電流値と、１つのＬＥＤユニットのホワイトバランスを決定する情報とに基づいて、他のＬＥＤユニットのホワイトバランスを調整することができる。  Further, in the configuration in which the photo sensor unit is provided for each of the plurality of LED units, the current value for each LED unit set so that the outputs of the respective photo sensor units are substantially equal to each other, and the white value of one LED unit. Based on the information for determining the balance, the white balance of the other LED units can be adjusted.

また、各々のＬＥＤユニットを複数のブロックに分割し、予めブロックの位置に応じて設定されたゲイン補正情報に基づいて、フォトセンサ部のゲインを調整することにより、ブロック毎にホワイトバランスをとることができる。  Also, each LED unit is divided into a plurality of blocks, and the gain of the photo sensor unit is adjusted based on gain correction information set in advance according to the position of the block, thereby achieving white balance for each block. Can do.

本発明のバックライトシステム及び該バックライトシステムを備える液晶表示装置並びにバックライトの調整方法によれば、簡単かつ確実に各ＬＥＤの発光を調整でき、これにより、色ずれがなく良好なホワイトバランスを実現することができる。  According to the backlight system, the liquid crystal display device including the backlight system, and the backlight adjustment method of the present invention, the light emission of each LED can be adjusted easily and surely, and thereby a good white balance without color misregistration can be achieved. Can be realized.

その理由は、複数の発光色のＬＥＤが配列されたＬＥＤユニットを複数列備えるＬＥＤ部の短辺の中心近傍に、ＬＥＤの光を検出するフォトセンサ部を１個配置する構成において、予めＬＥＤユニットの位置に応じて設定されたゲイン補正情報に基づいて、フォトセンサ部のゲインを調整することにより、フォトセンサ部のキャリブレーションを最適な状態で行なうことができるからである。  The reason is that, in the configuration in which one photosensor unit for detecting the light of the LED is arranged in the vicinity of the center of the short side of the LED unit having a plurality of rows of LED units in which LEDs of a plurality of emission colors are arranged, the LED unit This is because the calibration of the photo sensor unit can be performed in an optimum state by adjusting the gain of the photo sensor unit based on the gain correction information set in accordance with the position of.

また、複数の発光色のＬＥＤが配列されたＬＥＤユニットを複数列備えるＬＥＤ部の各々のＬＥＤユニットにフォトセンサ部を配置する構成において、予め各々のフォトセンサ部の出力が略等しくなるように設定した各々のＬＥＤユニットに対する電流値と、１つのＬＥＤユニットのホワイトバランスを決定する情報とに基づいて、他のＬＥＤユニットのホワイトバランスを調整することができるからである。  In addition, in the configuration in which the photo sensor unit is arranged in each LED unit of the LED unit including a plurality of rows of LED units in which LEDs of a plurality of light emitting colors are arranged, the output of each photo sensor unit is set to be approximately equal in advance. This is because the white balance of the other LED units can be adjusted based on the current value for each LED unit and the information for determining the white balance of one LED unit.

また、各々のＬＥＤユニットを複数のブロックに分割し、予めブロックの位置に応じて設定されたゲイン補正情報に基づいて、フォトセンサ部のゲインを調整することにより、ブロック毎にホワイトバランスを調整することができるからである。  Further, each LED unit is divided into a plurality of blocks, and the white balance is adjusted for each block by adjusting the gain of the photo sensor unit based on gain correction information set in advance according to the position of the block. Because it can.

本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.本発明の第１の実施例に係るＬＥＤ部及びフォトセンサ部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the LED part and photosensor part which concern on the 1st Example of this invention.本発明の第１の実施例に係るフォトセンサ部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the photosensor part which concerns on 1st Example of this invention.本発明の第２の実施例に係るＬＥＤ部及びフォトセンサ部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the LED part and photosensor part which concern on the 2nd Example of this invention.本発明の第２の実施例に係るＬＥＤ部の動作状態を示す図である。It is a figure which shows the operation state of the LED part which concerns on the 2nd Example of this invention.本発明の第２の実施例に係るＬＥＤ部の動作状態を示す図である。It is a figure which shows the operation state of the LED part which concerns on the 2nd Example of this invention.従来の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the conventional liquid crystal display device.

従来技術で示したように、画面内のＬＥＤ群の一部を順次点滅させる場合、ＬＥＤの発光特性や発光量が一定でないことから所望の輝度、輝度均一性及びホワイトバランスが得られないという問題があり、特許文献１では、バックライト制御部で、フォトセンサからの出力を基に複数個の分割領域の各々の発光量を制御する技術を開示している。しかしながら、この方法では、分割している全ての期間の光を連続的に検出しなければならず、分割した全ての領域の輝度やホワイトバランスを合わせるための補正を行わなければならないために、バックライト制御部の規模が大きくなってしまい、また、フォトセンサからの距離がＬＥＤ群によって異なるため、ＬＥＤ群の輝度、色度を合わせるには、さらに補正が必要となるなどの問題が生じる。  As shown in the prior art, when a part of the LED group in the screen is sequentially blinked, the desired luminance, luminance uniformity and white balance cannot be obtained because the light emission characteristics and light emission amount of the LED are not constant.Patent Document 1 discloses a technique in which a backlight control unit controls a light emission amount of each of a plurality of divided regions based on an output from a photosensor. However, this method requires continuous detection of light in all divided periods and correction for matching the luminance and white balance of all divided areas. Since the scale of the light control unit becomes large and the distance from the photosensor differs depending on the LED group, there arises a problem that further correction is required to match the luminance and chromaticity of the LED group.

そこで、本発明では、複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤユニットを複数列備えるＬＥＤ部を有するスキャン型バックライトにおいて、ＬＥＤからの光量を検出するフォトセンサ部をＬＥＤ部の短辺の中心近傍に１個配置し、フォトセンサ部にＬＥＤユニットの点灯する位置に応じてゲインを自動的に調整する機能を設けて、フォトセンサ部のキャリブレーションを最適な状態で行えるようにする。  Therefore, in the present invention, in a scan-type backlight having an LED unit having a plurality of rows of LED units in which a plurality of LEDs are arranged, a photosensor unit for detecting the amount of light from the LED is placed near the center of the short side of the LED unit. The photo sensor unit is provided with a function of automatically adjusting the gain according to the position where the LED unit is lit, so that the photo sensor unit can be calibrated in an optimum state.

また、上記スキャン型バックライトにおいて、ＬＥＤの光を検出するフォトセンサ部を各々のＬＥＤユニットに対応する位置に配置すると共に、複数のフォトセンサ部を予め同じ光量で同じ出力になるように調整しておき、各フォトセンサ部の出力が同じになるように（すなわち、各ＬＥＤユニットの発光が同じになるように）各々のＬＥＤユニットの電流値を調節して記憶し、１つのＬＥＤユニットのホワイトバランスを調整し、各ＬＥＤユニット共通にＰＷＭ制御を行うようにする。  In the above-described scan type backlight, a photo sensor unit for detecting LED light is arranged at a position corresponding to each LED unit, and a plurality of photo sensor units are adjusted in advance so that the same output is obtained with the same light amount. The current value of each LED unit is adjusted and stored so that the output of each photo sensor unit is the same (that is, the light emission of each LED unit is the same), and the white of one LED unit is stored. The balance is adjusted, and PWM control is performed in common for each LED unit.

また、各々のＬＥＤユニットを複数のブロックに分け、ブロック毎に電流値を調整して、基準となるブロックに合わせる。このとき、フォトセンサ部のゲインを調整して、フォトセンサ部から距離が離れた場所のＬＥＤユニットのブロックであっても、ばらつきが多くならないようにする。  Also, each LED unit is divided into a plurality of blocks, and the current value is adjusted for each block so as to match the reference block. At this time, the gain of the photo sensor unit is adjusted so that the variation does not increase even in the block of the LED unit at a distance from the photo sensor unit.

これらにより、バックライト制御部の規模を大きくすることなく、簡単かつ確実に輝度やホワイトバランスを調整することができ、色ずれなく、ホワイトバランスの取れたスキャン型バックライトシステムを提供することができる。  As a result, it is possible to easily and surely adjust the brightness and white balance without increasing the scale of the backlight control unit, and to provide a scan-type backlight system that can achieve white balance without color shift. .

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係るバックライトシステム及び液晶表示装置並びにバックライトの調整方法について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施例のバックライトシステム及びそれを用いた液晶表示装置の概略構成を示す図であり、図２は、図１のＬＥＤ部とフォトセンサ部の詳細を示す図である。また、図３は、フォトセンサ部の具体的な構成を示す回路図である。  To describe the above-described embodiment of the present invention in more detail, the backlight system, the liquid crystal display device, and the backlight adjustment method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. explain. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a backlight system of the present embodiment and a liquid crystal display device using the backlight system, and FIG. 2 is a diagram showing details of an LED unit and a photosensor unit of FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the photosensor section.

図１に示すように、本実施例のバックライトシステムを備える液晶表示装置は、複数のＬＥＤを備えるＬＥＤ部１と、ＬＥＤ部１を駆動するＬＥＤドライバ部２と、ＬＥＤ部１の光を検出するフォトセンサ部１０と、ＬＥＤドライバ部２及びフォトセンサ部１０を制御するバックライトコントロール部３と、一対の基板間に液晶が挟持された液晶パネル４（駆動方式やスイッチング素子の構成などは任意）と、液晶パネル４を駆動するＬＣＤドライバ部５などで構成される。  As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device including the backlight system of the present embodiment detects anLED unit 1 including a plurality of LEDs, anLED driver unit 2 that drives theLED unit 1, and light from theLED unit 1. Aphotosensor unit 10 that controls theLED driver unit 2 and thephotosensor unit 10, and aliquid crystal panel 4 in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates (the drive system and the configuration of the switching elements are arbitrary) ) And anLCD driver unit 5 for driving theliquid crystal panel 4.

そして、図示しないタイミングコントローラにより、ＬＣＤドライバ部５とバックライトコントロール部３に液晶表示装置を駆動する信号が供給され、その信号によりＬＣＤドライバ部５は、液晶パネル４を駆動する。また、バックライトコントロール部３はＬＥＤドライバ部２にＬＥＤ駆動信号を出力し、そのＬＥＤ駆動信号に基づいて、ＬＥＤドライバ部２は液晶パネル４の表示に同期させてＬＥＤ部１を発光させる。また、フォトセンサ部１０は、ＬＥＤ部１の光を検出し、電気信号に変換してバックライトコントロール部３へ戻し、フィードバックループを構成する。  Then, a timing controller (not shown) supplies a signal for driving the liquid crystal display device to theLCD driver unit 5 and thebacklight control unit 3, and theLCD driver unit 5 drives theliquid crystal panel 4 by the signal. Thebacklight control unit 3 outputs an LED drive signal to theLED driver unit 2, and theLED driver unit 2 causes theLED unit 1 to emit light in synchronization with the display on theliquid crystal panel 4 based on the LED drive signal. Thephotosensor unit 10 detects the light from theLED unit 1, converts it into an electrical signal, returns it to thebacklight control unit 3, and constitutes a feedback loop.

また、図２は、図１のＬＥＤ部１とフォトセンサ部１０の詳細を示した図であり、本実施例のＬＥＤ部１は、直線状にＲＧＢなどの複数の発光色のＬＥＤを並べたＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５を複数列備えたスキャン型バックライトであり、各々のＬＥＤユニットは、ＬＥＤユニット単位でホワイトバランスが取れるように構成されている。また、ＬＥＤの光を検出するフォトセンサ部１０は、ＬＥＤ部１の短辺（ＬＥＤユニットの長手方向端部側の辺）の中心近傍に１個だけ配置されている。  FIG. 2 is a diagram showing the details of theLED unit 1 and thephotosensor unit 10 of FIG. 1, and theLED unit 1 of the present embodiment has a plurality of light emitting color LEDs such as RGB arranged in a straight line. This is a scan-type backlight including a plurality of LED units D1 to D5, and each LED unit is configured to achieve white balance in units of LED units. Further, only onephotosensor unit 10 that detects the light of the LED is disposed in the vicinity of the center of the short side of the LED unit 1 (side on the end side in the longitudinal direction of the LED unit).

なお、図２ではＬＥＤユニットを５列備える構成を示しているが、ＬＥＤユニットは複数列であればよく、また、各々のＬＥＤユニットに含まれるＬＥＤの数量や配列などは任意である。また、図２では、フォトセンサ部１０を短辺の略中心に配置しているが、必ずしも中心に配置する必要はなく、各々のＬＥＤユニットからの光を検出できる位置であればよい。  Although FIG. 2 shows a configuration including five rows of LED units, the LED units may be in a plurality of rows, and the quantity and arrangement of LEDs included in each LED unit are arbitrary. In FIG. 2, thephotosensor unit 10 is arranged at the approximate center of the short side, but it is not always necessary to arrange it at the center, as long as the light from each LED unit can be detected.

上記構成のバックライトシステムの動作について説明すると、ＬＥＤユニットをＤ１、Ｄ２、…と順に１個ずつ点灯させて、ＬＥＤユニット毎に同じホワイトバランスになるように各ＬＥＤの発光を調節する。このとき、それぞれのＬＥＤユニットの位置に応じてフォトセンサ部１０の検出感度のゲインを調整し、フォトセンサ部１０のキャリブレーションを最適な状態で行なう。  The operation of the backlight system having the above configuration will be described. The LED units are turned on one by one in order of D1, D2,..., And the light emission of each LED is adjusted so as to achieve the same white balance for each LED unit. At this time, the gain of the detection sensitivity of thephotosensor unit 10 is adjusted according to the position of each LED unit, and the calibration of thephotosensor unit 10 is performed in an optimum state.

このフォトセンサ部１０は、例えば、図３のような構成になっており、図中のＧは緑のフォトダイオードを示し、ＡｍｐとＶＲの抵抗分によって電流電圧変換されて、光量に応じた電圧がＶｏｕｔに出力される。そして、バックライトコントロール部３で設定されたゲインに自動ゲイン制御部１１によって制御される。  Thephoto sensor unit 10 has a configuration as shown in FIG. 3, for example, and G in the figure indicates a green photodiode, which is converted into a current and voltage by the resistance of Amp and VR, and a voltage corresponding to the amount of light. Is output to Vout. Then, the automaticgain control unit 11 controls the gain set by thebacklight control unit 3.

即ち、自動ゲイン制御部１１に、予めＬＥＤユニットの位置に応じたゲイン補正情報を記憶し、バックライトコントロール部３からの信号に基づいて点灯しているＬＥＤユニットを特定し、点灯しているＬＥＤユニットに対応するゲイン補正情報に基づいてゲインを調整する。例えば、フォトセンサ部１０から遠いＬＥＤユニットの光を検出する時はフォトセンサ部１０のゲインを上げて検出し、フォトセンサ部１０から近い位置のＬＥＤユニットの光を検出する時はゲインを落として検出する。  That is, gain correction information corresponding to the position of the LED unit is stored in advance in the automaticgain control unit 11, the LED unit that is lit is identified based on the signal from thebacklight control unit 3, and the LED that is lit The gain is adjusted based on the gain correction information corresponding to the unit. For example, when detecting light of an LED unit far from thephoto sensor unit 10, the gain of thephoto sensor unit 10 is increased and detected, and when detecting light of an LED unit near thephoto sensor unit 10, the gain is decreased. To detect.

このように、ＬＥＤ部１に、各々でホワイトバランスが取れるように構成されている複数列のＬＥＤユニットを設け、ＬＥＤ部１の短辺側の略中央部分に１つのフォトセンサ部１０を配置し、このフォトセンサ部１０にＬＥＤユニットの位置に応じたゲイン補正情報を記憶しておき、各々のＬＥＤユニットの光を検出する際に、そのＬＥＤユニットに対応するゲイン補正情報に基づいてゲインを調整することにより、簡単かつ確実に各ＬＥＤの発光を調整可能とし、色ずれがなく良好なホワイトバランスを実現することができる。  In this way, theLED unit 1 is provided with a plurality of rows of LED units each configured to achieve white balance, and onephotosensor unit 10 is disposed at a substantially central portion on the short side of theLED unit 1. The gain correction information corresponding to the position of the LED unit is stored in thephoto sensor unit 10, and when detecting the light of each LED unit, the gain is adjusted based on the gain correction information corresponding to the LED unit. By doing so, it is possible to easily and surely adjust the light emission of each LED, and it is possible to realize a good white balance without color misregistration.

次に、本発明の第２の実施例に係るバックライトシステム及び液晶表示装置並びにバックライトの調整方法について、図４乃至図６を参照して説明する。図４は、ＬＥＤ部とフォトセンサ部の構成例を示す図であり、図５及び図６は、ＬＥＤ部の動作状態を示す図である。  Next, a backlight system, a liquid crystal display device, and a backlight adjustment method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the LED unit and the photosensor unit, and FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating an operation state of the LED unit.

前記した第１の実施例では、複数のＬＥＤユニットに対して１つのフォトセンサ部１０を設けたが、本実施例では、図４に示すように、直線状にＲＧＢなどの複数の発光色のＬＥＤを並べた各々のＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５の長手方向の端部近傍に、各々のＬＥＤユニットの光を検出するフォトセンサ部１０ａ〜１０ｅを配置している。また、各々のＬＥＤユニットＤ１〜Ｄ５を、さらに、Ｄ１-１、Ｄ１−２、Ｄ１−３、Ｄ１−４のように複数のブロックに分割し、各々のＬＥＤユニットの各々のブロックを個別に駆動できるようにしている。  In the first embodiment described above, onephotosensor unit 10 is provided for a plurality of LED units. However, in this embodiment, a plurality of emission colors such as RGB are linearly formed as shown in FIG.Photo sensor portions 10a to 10e for detecting the light of the respective LED units are arranged in the vicinity of the ends in the longitudinal direction of the respective LED units D1 to D5 in which the LEDs are arranged. Further, each LED unit D1 to D5 is further divided into a plurality of blocks such as D1-1, D1-2, D1-3, and D1-4, and each block of each LED unit is individually driven. I can do it.

なお、図４では、ＬＥＤユニットを５列備え、各々のＬＥＤユニットを４つのブロックに分割する構成を示しているが、ＬＥＤユニットは複数列であればよく、また、各々のＬＥＤユニットのブロックも複数であればよい。また、フォトセンサ部１０ａ〜１０ｅの出力は、同じ光量ならば略等しい出力になるように予め補正されているものとする。また、ＬＥＤ部１及びフォトセンサ部１０以外の構成要素に関しては前記した第１の実施例の図１と同様である。  FIG. 4 shows a configuration in which five LED units are provided and each LED unit is divided into four blocks. However, the LED unit may be in a plurality of rows, and each LED unit block is also a block. There may be more than one. In addition, it is assumed that the outputs of thephotosensor units 10a to 10e are corrected in advance so that the outputs are substantially equal if the light amount is the same. The constituent elements other than theLED unit 1 and thephotosensor unit 10 are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

上記構成のバックライトシステムの動作について説明すると、ＬＥＤユニットをＤ１、Ｄ２、…と順に１個ずつ点灯させて、ＬＥＤユニット毎に同じホワイトバランスになるように各ＬＥＤの発光を調節する。このとき、各々のＬＥＤユニットに電流を流して、各々のＬＥＤユニットに対応するフォトセンサ部１０ａ〜１０ｅで光量を検出する。そして、各々のフォトセンサ部１０ａ〜１０ｅの出力が略等しくなるように、ＬＥＤドライバ部２を制御して各々のＬＥＤユニットに流す電流値を調整し、その電流値をバックライトコントロール部３などの不揮発性メモリに記憶しておく。そして、ＲＧＢ共に電流値を調整した後、ホワイトバランスを決めるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）値は、例えば、中央の１個のフォトセンサ部１０で合わせて、その出力を共通に使用する。これにより、１つのＬＥＤユニットに対してホワイトバランスを調整することで、他のＬＥＤユニットのホワイトバランスが調整可能になる。  The operation of the backlight system having the above configuration will be described. The LED units are turned on one by one in order of D1, D2,..., And the light emission of each LED is adjusted so as to achieve the same white balance for each LED unit. At this time, a current is supplied to each LED unit, and the light quantity is detected by thephotosensor units 10a to 10e corresponding to each LED unit. Then, theLED driver unit 2 is controlled so that the outputs of the respectivephoto sensor units 10a to 10e are substantially equal to each other, and the current value to be supplied to each LED unit is adjusted. Store in a non-volatile memory. Then, after adjusting the current values for both RGB, the PWM (Pulse Width Modulation) value that determines the white balance, for example, is combined in onecentral photosensor unit 10 and the output is used in common. Thereby, white balance of other LED units can be adjusted by adjusting white balance for one LED unit.

さらに、図５及び図６に示すように、例えば、ＬＥＤユニットＤ１を４つのブロックに分割して、Ｄ１−１、Ｄ１−２、Ｄ１−３、Ｄ１−４と個別に点灯させる。図５、６の斜線の部分は点灯しているブロックを示している。このとき、例えば、ＬＥＤユニットＤ１に対応するフォトセンサ部１０ａの検出感度のゲインを、発光しているブロックがフォトセンサ部１０ａから離れる毎に大きくし、同じ発光輝度ならば同じ出力になるようにする。  Further, as shown in FIGS. 5 and 6, for example, the LED unit D1 is divided into four blocks and individually lit with D1-1, D1-2, D1-3, and D1-4. 5 and 6 indicate the blocks that are lit. At this time, for example, the gain of the detection sensitivity of thephoto sensor unit 10a corresponding to the LED unit D1 is increased every time the block that emits light leaves thephoto sensor unit 10a, and the same output is obtained if the light emission luminance is the same. To do.

即ち、前記した第１の実施例と同様に、自動ゲイン制御部１１に、予めブロックの位置に応じたゲイン補正情報を記憶し、バックライトコントロール部３からの信号に基づいて点灯しているＬＥＤユニットのブロックを特定し、点灯しているブロックに対応するゲイン補正情報に基づいてゲインを調整する。例えば、図５に示すようにフォトセンサ部１０ａから近い位置のブロック（Ｄ１−１）の光を検出する時はゲインを落として検出し、図６に示すようにフォトセンサ部１０ａから遠いブロック（Ｄ１−４）の光を検出する時はフォトセンサ部１０ａのゲインを上げて検出する。これにより、基準となる領域に出力を合わせることにより、周辺部においてもホワイトバランスをとりやすくすることができ、色度のむらを減少させることができる。  That is, as in the first embodiment, gain correction information corresponding to the position of the block is stored in advance in the automaticgain control unit 11 and is lit based on a signal from thebacklight control unit 3. The block of the unit is specified, and the gain is adjusted based on the gain correction information corresponding to the lighted block. For example, as shown in FIG. 5, when detecting light of a block (D1-1) located close to thephotosensor unit 10a, the gain is reduced and detected, and as shown in FIG. 6, a block far from thephotosensor unit 10a ( When detecting the light of D1-4), it is detected by increasing the gain of thephotosensor unit 10a. Thus, by adjusting the output to the reference region, it is possible to easily achieve white balance in the peripheral portion, and to reduce chromaticity unevenness.

このように、ＬＥＤ部１に、各々でホワイトバランスが取れるように構成されている複数列のＬＥＤユニットを設け、各々のＬＥＤユニットの長手方向の端部近傍にフォトセンサ部１０ａ〜１０ｅを配置し、各々のフォトセンサ部１０ａ〜１０ｅから略等しい出力を得るための電流値をバックライトコントロール部３などに記憶しておき、複数のＬＥＤユニットの１つのホワイトバランスを決定する情報（ＰＷＭ値など）を他のＬＥＤユニットに対して適用することにより、簡単かつ確実にＬＥＤの発光を調整可能とし、色ずれがなく良好なホワイトバランスを実現することができる。  In this way, theLED unit 1 is provided with a plurality of rows of LED units each configured to achieve white balance, and thephoto sensor units 10a to 10e are arranged in the vicinity of the ends in the longitudinal direction of the LED units. Information for determining a white balance of a plurality of LED units (PWM value, etc.) by storing current values for obtaining substantially equal outputs from the respectivephoto sensor units 10a to 10e in thebacklight control unit 3 or the like. By applying to the other LED unit, it is possible to easily and surely adjust the light emission of the LED, and it is possible to realize a good white balance without color misregistration.

また、各々のＬＥＤユニットを複数のブロックに分割し、フォトセンサ部１０に各々のブロックに応じたゲイン補正情報を記憶しておき、各々のブロックの光を検出する際に、そのブロックに対応するゲイン補正情報に基づいてゲインを調整することにより、ブロック毎にホワイトバランスを容易に取れるようにすることができる。  Further, each LED unit is divided into a plurality of blocks, gain correction information corresponding to each block is stored in thephotosensor unit 10, and the light corresponding to each block is detected when the light is detected. By adjusting the gain based on the gain correction information, it is possible to easily obtain the white balance for each block.

なお、第１の実施例ではフォトセンサ部１０を１つ設け、予め記憶したゲイン補正情報に基づいて各々のＬＥＤユニットに対するゲインを調整し、第２の実施例では、各々のＬＥＤユニットを複数のブロックに分割すると共に、各々のＬＥＤユニットに対してフォトセンサ部１０を設け、各々のフォトセンサ部に予め記憶したゲイン補正情報に基づいて各々のブロックに対するゲインを調整したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、第１の実施例と第２の実施例の構成を組み合わせて、１つのフォトセンサ部１０に各々のＬＥＤユニットの各々のブロックの位置に応じたゲイン補正情報を記憶しておき、１つのフォトセンサ部１０で各々のブロックに対するゲインを調整することもできる。  In the first embodiment, onephotosensor unit 10 is provided, and the gain for each LED unit is adjusted based on previously stored gain correction information. In the second embodiment, each LED unit has a plurality of LED units. While dividing into blocks, aphoto sensor unit 10 is provided for each LED unit, and the gain for each block is adjusted based on gain correction information stored in advance in each photo sensor unit. It is not limited to an example. For example, by combining the configurations of the first and second embodiments, gain correction corresponding to the position of each block of each LED unit in onephotosensor unit 10 Information can be stored and the gain for each block can be adjusted by onephotosensor unit 10.

本発明は、液晶パネルの照明に用いるバックライトシステムに限らず、照明装置全般に適用することができる。  The present invention is not limited to a backlight system used for lighting a liquid crystal panel, and can be applied to general lighting devices.

１ ＬＥＤ部
２ ＬＥＤドライバ部
３ バックライトコントロール部
４ 液晶パネル
５ ＬＣＤドライバ部
１０ フォトセンサ部
１１ 自動ゲイン制御部
１００ バックライト
１０１〜１０４ ＬＥＤ群
１０６ バックライト制御部
１０７ フォトセンサ
１０８ ＬＣＤドライバ
１０９ 液晶パネルDESCRIPTION OFSYMBOLS 1LED part 2LED driver part 3Backlight control part 4Liquid crystal panel 5LCD driver part 10Photo sensor part 11 Automaticgain control part 100 Back light 101-104LED group 106 Backlight control part 107Photo sensor 108 LCD driver 109 Liquid crystal panel

Claims (5)

Translated fromJapanese

複数の発光色のＬＥＤが配列されたＬＥＤユニットを複数列備えるＬＥＤ部と、タイミング信号に基づいて、ＬＥＤ駆動信号を出力するバックライトコントロール部と、前記ＬＥＤ駆動信号に基づいて、各々の前記ＬＥＤユニットを順次点灯又は消灯させるＬＥＤドライバ部とを少なくとも備えるバックライトシステムにおいて、
各々の前記ＬＥＤユニットの長手方向端部近傍に、各々の前記ＬＥＤユニットの光量を検出する複数のフォトセンサ部を備え、複数の前記フォトセンサ部は同じ光量に対して略等しい出力が得られるように調整され、
前記バックライトコントロール部には、各々の前記フォトセンサ部の出力を略等しくするために各々の前記ＬＥＤユニットに流す電流値が記憶され、前記複数のフォトセンサのうち、所定の一つのフォトセンサでホワイトバランスを合わせた情報と前記各々のＬＥＤユニット毎に記憶された電流値とに基づいて、前記ＬＥＤユニットを駆動することを特徴とするバックライトシステム。An LED unit including a plurality of rows of LED units in which LEDs of a plurality of emission colors are arranged, a backlight control unit that outputs an LED drive signal based on a timing signal, and each of the LEDs based on the LED drive signal In a backlight system including at least an LED driver unit that sequentially turns on or off the units,
A plurality of photo sensor portions for detecting the light amount of each LED unit are provided in the vicinity of the longitudinal end portion of each LED unit so that the plurality of photo sensor portions can obtain substantially equal outputs with respect to the same light amount. Adjusted to
In the backlight control unit, a current value to be supplied to each LED unit in order to make the outputs of the respective photo sensor units substantially equal is stored, and a predetermined one photo sensor among the plurality of photo sensors is stored.A backlight system, characterizedin that theLED unit is driven based on white balance information and a current value stored for each LED unit . 各々の前記ＬＥＤユニットは、複数のブロック毎に個別に点灯し、
前記フォトセンサ部には、各々の前記ブロックの位置に応じたゲイン補正情報が記憶され、調整の対象となる前記ブロックに対応する前記ゲイン補正情報でゲインが調整された前記フォトセンサ部の検出値で、各ブロック毎に調整されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトシステム。Each of the LED unitsisindividually lit for each ofa plurality of blocks,
In the photo sensor unit, gain correction information corresponding to the position of each block is stored, andthe detection value of the photo sensor unit in which the gain is adjusted with the gain correction information corresponding to the block tobe adjusted The backlight system according to claim 1, wherein the backlight systemis adjusted for each block . 請求項１又は２に記載のバックライトシステムと、一対の基板間に液晶が挟持された液晶パネルとを少なくとも備え、前記液晶パネルの表示に同期させて、前記ＬＥＤユニットの点灯又は消灯が制御されることを特徴とする液晶表示装置。  The backlight system according to claim 1 or 2 and a liquid crystal panel in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates are provided, and lighting or extinguishing of the LED unit is controlled in synchronization with the display of the liquid crystal panel. A liquid crystal display device. 複数の発光色のＬＥＤが配列されたＬＥＤユニットを複数列備えるＬＥＤ部と、タイミング信号に基づいて、ＬＥＤ駆動信号を出力するバックライトコントロール部と、前記ＬＥＤ駆動信号に基づいて、各々の前記ＬＥＤユニットを順次点灯又は消灯させるＬＥＤドライバ部と、各々の前記ＬＥＤユニットの長手方向端部近傍に設けた、各々の前記ＬＥＤユニットの光量を検出する複数のフォトセンサ部とを少なくとも備えるバックライトシステムにおけるバックライトの調整方法であって、
複数の前記フォトセンサ部を同じ光量に対して略等しい出力が得られるように調整する第１のステップと、
前記バックライトコントロール部に、各々の前記フォトセンサ部の出力を略等しくするために各々の前記ＬＥＤユニットに流す電流値を記憶する第２のステップと、
所定の前記ＬＥＤユニットのホワイトバランスを調整する第３のステップと、
前記ＬＥＤユニットのホワイトバランスを決定する情報と前記電流値とに基づいて、他の前記ＬＥＤユニットのホワイトバランスを調整する第４のステップと、を少なくとも有することを特徴とするバックライトの調整方法。An LED unit including a plurality of rows of LED units in which LEDs of a plurality of emission colors are arranged, a backlight control unit that outputs an LED drive signal based on a timing signal, and each of the LEDs based on the LED drive signal In a backlight system comprising at least an LED driver unit that sequentially turns on or off the units, and a plurality of photosensor units that are provided in the vicinity of end portions in the longitudinal direction of the LED units and detect the amount of light of the LED units. A method for adjusting the backlight,
A first step of adjusting the plurality of photosensor units so that substantially equal outputs are obtained with respect to the same amount of light;
A second step of storing, in the backlight control unit, a current value to be passed through each of the LED units in order to substantially equalize the output of each of the photosensor units;
A third step of adjusting the white balance of the predetermined LED unit;
4. A backlight adjustment method comprising at least a fourth step of adjusting white balance of another LED unit based on information for determining white balance of the LED unit and the current value. 各々の前記ＬＥＤユニットは複数のブロックに分割され、前記ブロック毎に点灯又は消灯が制御可能であり、
前記第３のステップでは、前記フォトセンサ部に、各々の前記ブロックの位置に応じたゲイン補正情報を記憶し、調整の対象となる前記ブロックに対応する前記ゲイン補正情報に基づいて、前記フォトセンサ部のゲインを調整し、所定の前記ＬＥＤユニットの前記ブロック毎にホワイトバランスを調整することを特徴とする請求項４記載のバックライトの調整方法。Each of the LED units is divided into a plurality of blocks, and lighting or extinguishing can be controlled for each block.
In the third step, gain correction information corresponding to the position of each block is stored in the photosensor unit, and the photosensor is based on the gain correction information corresponding to the block to be adjusted. The backlight adjustment method according to claim 4, wherein a white balance is adjusted for each of the blocks of the predetermined LED unit by adjusting a gain of the unit.

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