JP2005208486A - Liquid crystal display - Google Patents

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Yasutaka Tsuru
康隆 都留
Mitsuo Nakajima
満雄 中嶋
Yoshiaki Mizuhashi
嘉章 水橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, when sequential and partly turning on and off the LED groups, for example, in the back light of a liquid crystal display, the brightness and the white balance are hard to maintain during the period when less bright LEDs are turned on and off, and visually desirable brightness and white balance can not be obtained making it impossible to stabilize the display. <P>SOLUTION: The light amount, emitted from each LED group, is controlled based on the information of the light amount variations obtained by sequentially turning off the LED groups of the back light source. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、映像信号を受信するテレビ受信機などに用いる液晶表示装置、特にそのバックライトを改良した液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device used for a television receiver or the like for receiving a video signal, and more particularly to a liquid crystal display device having an improved backlight.

近年、液晶表示装置は、液晶パネルの応答時間の向上、光透過率の向上などの技術的進歩により、主に動画を表示する民生用テレビ受像機市場の中でそのシェアを拡大しつつある。しかし、現状でも動画表示においては映像の動いた部分では尾引き（残像）が検知され画質の低下の一因となっており、改善が望まれている。   In recent years, the share of liquid crystal display devices has been expanding in the consumer television receiver market that mainly displays moving images, due to technological advances such as improved response time of liquid crystal panels and improved light transmittance. However, even in the present situation, in moving image display, tailing (afterimage) is detected in a moving part of the image, which causes a decrease in image quality, and improvement is desired.

この尾引きの原因は、大きく別けて２つあり、一つは液晶自体の応答速度によるものであり、一つはホールド型表示によるものである。   There are two major causes of this tailing, one is due to the response speed of the liquid crystal itself, and the other is due to the hold-type display.

ホールド型表示とは１フィールド期間を常に同じ状態を保持して表示する表示方法であり、人間の目の残光特性とあいまって動画ボケと検知される。これに対し、これまでテレビ受像機に使われる表示手段の主流であったＣＲＴでは画面内のある画素は、１フィールド期間内の一瞬だけ電子ビーム照射により発光させられ蛍光体の残光期間を経た後は発光していない。このような表示をインパルス表示といい、動画であっても尾引きは発生しない。   The hold-type display is a display method in which one field period is always displayed in the same state, and is detected as moving image blur combined with afterglow characteristics of human eyes. On the other hand, in a CRT, which has been the mainstream display means used in television receivers until now, a certain pixel in the screen is caused to emit light by electron beam irradiation within one field period, and after a phosphor afterglow period. No light is emitted afterwards. Such a display is called an impulse display, and no tailing occurs even in a moving image.

したがって、現在は液晶表示装置の表示方法をインパルス表示に近づける技術が各種提案されている。たとえば液晶のシャッターを１フィールド期間に１回以上閉じて全画面を黒表示する方法や、バックライトを１フィールド期間に１回以上消灯して全画面を暗くする方法や、その双方を併用する方法などがある。   Therefore, various techniques for bringing the display method of the liquid crystal display device closer to impulse display have been proposed at present. For example, the liquid crystal shutter is closed at least once in one field period to display the entire screen black, the backlight is turned off at least once in one field period to darken the entire screen, or both are used in combination. and so on.

バックライトを消灯する方法の中の一つである、全画面を一斉に点滅する方法では輝度低下が顕著となるため、その改善策としてバックライトを画面内の一部づつ順次的に消灯、点灯をする方法も提案されているが、バックライトの発光面内での発光量の均一性には配慮がなされていない（例えば、特許文献１参照）。   One method of turning off the backlight, which is to blink the entire screen all at once, is a noticeable decrease in brightness, and as a measure to improve it, turn off and turn on the backlight sequentially in part on the screen. However, no consideration is given to the uniformity of the amount of light emission within the light emitting surface of the backlight (see, for example, Patent Document 1).

上記のようにバックライトを点滅する場合、点滅の応答速度や、点滅によるバックライト寿命の低下等の観点から、ＬＥＤ（Light Emitting Diode, 発光ダイオード）をバックライトとして用いると有利である。ＬＥＤをバックライトとして用いる場合、ＬＥＤは温度による輝度変化の素子ごとのばらつきが大きいため、ＬＥＤの発光した光をフォトセンサにより監視し、画面全体の発光状態（輝度、ホワイトバランス）を目標の発光となるようにフィードバック制御するシステムも提案されているが、バックライトの発光面内での発光量の均一性には配慮がなされていない（例えば、非特許文献１参照）。   When the backlight is blinked as described above, it is advantageous to use an LED (Light Emitting Diode) as a backlight from the viewpoint of blinking response speed, reduction in backlight lifetime due to blinking, and the like. When an LED is used as a backlight, the variation in luminance due to temperature varies greatly from element to element. Therefore, the light emitted from the LED is monitored by a photosensor, and the light emission state (luminance, white balance) of the entire screen is targeted. Although a feedback control system has been proposed so that the light emission is uniform, the uniformity of the light emission amount within the light emission surface of the backlight is not considered (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開２０００−２７５６０５号公報JP 2000-275605 A

「ＦＰＤ International 2003」 プレセミナー第３回“超省エネ・高画質液晶テレビ”を実現するバックライト技術 （2003年4月24日、日経マイクロデバイス主催）資料、 3.5 光学フィードバックシステム (頁5-6)"FPD International 2003" Pre-Seminar Backlight Technology for Realizing the 3rd "Super Energy-Saving, High-Definition LCD TV" (April 24, 2003, sponsored by Nikkei Microdevices), 3.5 Optical Feedback System (pages 5-6)

ＬＥＤの発光した光をフォトセンサにより監視し、画面全体の発光状態を目標の発光となるようにフィードバック制御する上記従来システム(非特許文献１参照)では、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの輝度を画面全体基準で制御する構成となっている。   In the conventional system (see Non-Patent Document 1) in which the light emitted from the LED is monitored by a photo sensor and the light emission state of the entire screen is feedback-controlled so as to achieve the target light emission (see Non-Patent Document 1), the brightness of red R, green G, and blue B Is controlled on the basis of the entire screen.

しかし、ＬＥＤ群が順次点滅する場合（特許文献１参照）、ＬＥＤ群相互間あるいはＬＥＤ群内のＬＥＤ相互間に、発光特性に差異があると、発光量が相対的に低いＬＥＤが点灯或いは消灯する期間では、輝度の低下やホワイトバランスのずれ（同一ＬＥＤ群内での赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂ間のアンバランスに起因する）が生じ、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、安定した表示が実現できないので、これらを解消しなければならないという課題がある。   However, when the LED groups blink sequentially (see Patent Document 1), if there is a difference in light emission characteristics between the LED groups or between the LEDs in the LED group, the LEDs with relatively low light emission amounts are turned on or off. During this period, a decrease in luminance and a deviation in white balance (due to an imbalance among red R, green G, and blue B within the same LED group) occur, and visually desired luminance, luminance uniformity, and white Since a balance cannot be obtained and stable display cannot be realized, there is a problem that these must be solved.

本発明の目的は、前記課題に鑑みて、バックライト光源の発光領域を複数個の分割領域に分割して、該分割領域を順次消灯し、且つ該分割領域毎に発光量を制御することにより、各分割領域を構成する発光素子の間に、発光特性のバラツキがあっても、バックライトの輝度値、バックライト発光領域内での輝度均一性、及びバックライトのホワイトバランス（各分割領域内でのＲ，Ｇ，Ｂ発光量のバランス）の安定性が向上した液晶表示装置を提供するものである。   In view of the above problems, an object of the present invention is to divide a light emission region of a backlight light source into a plurality of divided regions, sequentially turn off the divided regions, and control the light emission amount for each divided region. Even if there are variations in the light emission characteristics between the light emitting elements constituting each divided area, the luminance value of the backlight, the luminance uniformity within the backlight emitting area, and the white balance of the backlight (within each divided area) The present invention provides a liquid crystal display device in which the stability of the R, G, and B light emission amounts is improved.

本書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、下記の通りである。   The outline of typical inventions among inventions disclosed in this document will be described as follows.

（１） マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶パネルと、この液晶パネルを駆動する液晶ドライバと、前記液晶パネルの背面に配置され，該液晶パネルを照射するバックライト光源と、該バックライト光源を調光制御するバックライト制御部と、前記バックライト光源の発光する光量を検知するフォトセンサ部とを備える液晶表示装置において、前記バックライト光源の発光領域は、複数個の分割領域に分割されてなり、前記発光領域は、該複数個の分割領域の中の１個の分割領域を除いて点灯され、且つ、前記１個の分割領域は、前記複数個の分割領域の中から順次選択されて消灯されるとともに、前記バックライト制御部は、前記フォトセンサ部からの出力を基に、前記複数個の分割領域の各々の発光量を制御することを特徴とする液晶表示装置。   (1) A liquid crystal panel having a plurality of pixels arranged in a matrix, a liquid crystal driver for driving the liquid crystal panel, a backlight light source disposed on the back surface of the liquid crystal panel and irradiating the liquid crystal panel, and the backlight In a liquid crystal display device including a backlight control unit that performs dimming control of a light source and a photosensor unit that detects the amount of light emitted from the backlight source, the light emission region of the backlight source is divided into a plurality of divided regions. The light emitting area is turned on except for one divided area of the plurality of divided areas, and the one divided area is sequentially selected from the plurality of divided areas. The backlight control unit controls the light emission amount of each of the plurality of divided regions based on the output from the photosensor unit. A liquid crystal display device.

（２） （１）に記載の液晶表示装置において、前記バックライト光源の前記発光領域は、前記液晶パネルのフィールド走査方向に複数個の分割領域に分割されていることを特徴とする液晶表示装置。   (2) The liquid crystal display device according to (1), wherein the light emitting region of the backlight light source is divided into a plurality of divided regions in a field scanning direction of the liquid crystal panel. .

（３） （１）に記載の液晶表示装置において、前記複数個の分割領域の各々は、赤色を発光する発光ダイオード、緑色を発光する発光ダイオード及び青色を発光する発光ダイオードを備えることを特徴とする液晶表示装置。   (3) In the liquid crystal display device according to (1), each of the plurality of divided regions includes a light emitting diode that emits red light, a light emitting diode that emits green light, and a light emitting diode that emits blue light. Liquid crystal display device.

（４） （１）に記載の液晶表示装置において、前記フォトセンサ部は、赤色の光を検知する赤色受光部、緑色の光を検知する緑色受光部及び青色の光を検知する青色受光部で構成され、赤色、緑色及び青色の光量をそれぞれ独立に検知するものであって、前記液晶表示装置内に１つだけ備えることを特徴とする液晶表示装置。   (4) In the liquid crystal display device according to (1), the photosensor unit includes a red light receiving unit that detects red light, a green light receiving unit that detects green light, and a blue light receiving unit that detects blue light. A liquid crystal display device that is configured to detect red, green, and blue light amounts independently, and that only one is provided in the liquid crystal display device.

（５） （１）に記載の液晶表示装置において、前記バックライト制御部は、前記複数個の分割領域のの中の１個の分割領域が消灯される期間の各々において、前記フォトセンサ部からの出力をサンプリングして、このサンプリングされた値を基に、前記複数個の分割領域の各々の発光量を算出して、前記複数個の分割領域の各々の発光量を制御することを特徴とする液晶表示装置。   (5) In the liquid crystal display device according to (1), the backlight control unit may be configured so that the backlight control unit includes the photosensor unit in each period during which one of the plurality of divided regions is turned off. And calculating the light emission amount of each of the plurality of divided regions based on the sampled value to control the light emission amount of each of the plurality of divided regions. Liquid crystal display device.

（６） （１）に記載の液晶表示装置において、前記複数個の分割領域の中の前記１個の分割領域が消灯される期間は、該１個の分割領域に対向する前記液晶パネルの領域に存在する前記複数の画素へのデータ書き込み時間に対応していることを特徴とする液晶表示装置。   (6) In the liquid crystal display device according to (1), an area of the liquid crystal panel facing the one divided area is a period during which the one divided area of the plurality of divided areas is turned off. A liquid crystal display device corresponding to a data writing time to the plurality of pixels existing in the display.

（７） （１）に記載の液晶表示装置において、前記複数個の分割領域と前記フォトセンサ部とは、前記複数個の分割領域に結合された複数の導光路と該複数の導光路からの光出力を集める集光器とを介して結合されていることを特徴とする液晶表示装置。   (7) In the liquid crystal display device according to (1), the plurality of divided regions and the photosensor unit may include a plurality of light guide paths coupled to the plurality of divided regions and a plurality of light guide paths. A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device is coupled via a light collector for collecting light output.

バックライト光源の発光領域を複数個の分割領域に分割して、該分割領域を順次消灯し、且つ該分割領域毎に発光量を制御することにより、各分割領域を構成する発光素子の間に、発光特性のバラツキがあっても、バックライトの輝度値、バックライト発光領域内での輝度均一性、及びバックライトのホワイトバランス（各分割領域内でのＲ，Ｇ，Ｂ発光量のバランス）の安定性が向上した液晶表示装置を実現することができる。   By dividing the light emitting area of the backlight light source into a plurality of divided areas, sequentially turning off the divided areas, and controlling the light emission amount for each divided area, between the light emitting elements constituting each divided area. Even if there are variations in the light emission characteristics, the luminance value of the backlight, the luminance uniformity in the backlight emission region, and the white balance of the backlight (balance of R, G, B emission in each divided region) A liquid crystal display device with improved stability can be realized.

（実施例１）
本発明における実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例における構成を示している。本実施例における液晶表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル１０９、このＬＣＤパネル１０９を駆動するＬＣＤドライバ１０８、バックライト１００、このバックライト１００を駆動するバックライト制御部１０６、フォトセンサ１０７で構成される。バックライト１００は、垂直方向に分割された領域毎に点灯・消灯する複数のＬＥＤ群、即ち、ＬＥＤ群１０１，ＬＥＤ群１０２，ＬＥＤ群１０３，及びＬＥＤ群１０４で構成される。なお、図１では４つの領域に分割された場合について説明しているが、いくつに分割されていても同様に可能である。
ＬＣＤドライバ１０８は、映像信号とフィールド同期信号を受けて、ＬＣＤパネル１０９を駆動し画像を表示する。バックライト駆動制御部１０６は、フィールド同期信号を受けて、４つに分割されているバックライト１００内のＬＥＤ群１０１〜ＬＥＤ群１０４を、１フィールドの周期に同期して、点灯・消灯を順次に行うように駆動する。フォトセンサ１０７は、バックライト１００の発光量を検知し、バックライト駆動制御部１０６へフィードバックする。 (Example 1)
Embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device according to this embodiment includes an LCD (Liquid Crystal Display) panel 109 having a plurality of pixels arranged in a matrix, an LCD driver 108 for driving the LCD panel 109, a backlight 100, and the backlight 100. The backlight control unit 106 and the photo sensor 107 are configured. The backlight 100 includes a plurality of LED groups that are turned on / off for each region divided in the vertical direction, that is, an LED group 101, an LED group 102, an LED group 103, and an LED group 104. Note that FIG. 1 illustrates the case where the image is divided into four areas, but it can be similarly divided into any number of areas.
The LCD driver 108 receives the video signal and the field synchronization signal and drives the LCD panel 109 to display an image. In response to the field synchronization signal, the backlight drive control unit 106 sequentially turns on and off the LED groups 101 to 104 in the backlight 100 divided into four in synchronization with the period of one field. Drive to do. The photo sensor 107 detects the light emission amount of the backlight 100 and feeds it back to the backlight drive control unit 106.

ここで、ＬＣＤパネル１０９への書き込みタイミングと、バックライトの順次点灯・消灯タイミングについて説明する。図２は、１フィールド内の時間的期間における、ＬＣＤパネル１０９の書き込み位置と，ＬＥＤ群１０１〜 ＬＥＤ群１０４の点灯・消灯の関係を示している。期間Ｔ１では、ＬＣＤパネル１０９は一番上の部分の画像データを書き込み更新し、バックライト１００は、ＬＣＤパネル１０９の書き込み部分に対応するＬＥＤ群１０１を消灯、その他のＬＥＤ群１０２〜 ＬＥＤ群１０４は点灯する。期間Ｔ２では、ＬＣＤパネル１０９は上から二番目の部分の画像データを書き込み更新し、バックライト１００は、ＬＣＤパネル１０９の書き込み部分に対応するＬＥＤ群１０２を消灯、その他のＬＥＤ群１０１、 ＬＥＤ群１０３、 ＬＥＤ群１０４は点灯する。同様に期間Ｔ３では、ＬＣＤパネル１０９が三番目の部分を書き込み更新しＬＥＤ群１０３のみを消灯、期間Ｔ４ではＬＣＤパネル１０９が四番目の部分を書き込み更新しＬＥＤ群１０４のみを消灯する。このようにＬＣＤパネルの書き込みが行われボケの発生が顕著な期間に、その部分のバックライトを消灯することで、ボケた映像を表示しないようにしている。   Here, the writing timing to the LCD panel 109 and the sequential lighting / extinguishing timing of the backlight will be described. FIG. 2 shows the relationship between the writing position of the LCD panel 109 and the lighting / extinguishing of the LED group 101 to the LED group 104 in a time period within one field. In the period T1, the LCD panel 109 writes and updates the image data of the uppermost part, the backlight 100 turns off the LED group 101 corresponding to the writing part of the LCD panel 109, and the other LED groups 102 to 104. Lights up. In the period T2, the LCD panel 109 writes and updates the image data of the second part from the top, and the backlight 100 turns off the LED group 102 corresponding to the writing part of the LCD panel 109, and the other LED group 101 and LED group. 103, LED group 104 lights up. Similarly, in the period T3, the LCD panel 109 writes and updates the third part and turns off only the LED group 103, and in the period T4, the LCD panel 109 writes and updates the fourth part and turns off only the LED group 104. In this way, during the period in which writing on the LCD panel is performed and the occurrence of blurring is significant, the backlight of that portion is turned off so that the blurred image is not displayed.

次にバックライト駆動制御について説明する。図３は、図１に示したバックライト１００、バックライト駆動制御部１０６、フォトセンサ１０７で構成される制御系の詳細を示している。フォトセンサ１０７は、赤色の光を検知する赤色受光部２１７，緑色の光を検知する緑色受光部２１８及び青色の光を検知する青色受光部２１９を備えている。   Next, backlight drive control will be described. FIG. 3 shows details of a control system including the backlight 100, the backlight drive control unit 106, and the photosensor 107 shown in FIG. The photosensor 107 includes a red light receiving unit 217 that detects red light, a green light receiving unit 218 that detects green light, and a blue light receiving unit 219 that detects blue light.

ＬＥＤ群２０１〜ＬＥＤ群２０４の各々は、Ｒ（Red, 赤）色発光ＬＥＤ R-LED、Ｇ（Green, 緑）色発光ＬＥＤ G-LED、Ｂ（Blue, 青）色発光ＬＥＤ B-LEDの３色のＬＥＤで構成される。ＬＥＤ群２０１のＲ色発光ＬＥＤ R-LEDを２０１Ｒ、ＬＥＤ群２０１のＧ色発光ＬＥＤ G-LEDを２０１Ｇ、ＬＥＤ群２０１のＢ色発光ＬＥＤ B-LEDを２０１Ｂとし、ＬＥＤ群２０２〜ＬＥＤ群２０４についても同様に図３内に記号をつけて記載している。   Each of the LED group 201 to LED group 204 is an R (Red) light emitting LED R-LED, a G (Green) light emitting LED G-LED, or a B (Blue) light emitting LED B-LED. Consists of three color LEDs. LED group 201 R-color LED R-LED 201R, LED group 201 G-color LED G-LED 201G, LED group 201 B-color LED B-LED 201B, LED group 202 to LED group 204 Similarly, a symbol is added in FIG.

なお、図３における、Ｒ色発光ＬＥＤ ２０１Ｒ〜２０４Ｒ，Ｇ色発光ＬＥＤ ２０１Ｇ〜２０４Ｇ及びＢ色発光ＬＥＤ ２０１Ｂ〜２０４Ｂの各々は、所要の個数の発光ダイオードからなっているものとする。   In FIG. 3, it is assumed that each of the R color light emitting LEDs 201R to 204R, the G color light emitting LEDs 201G to 204G, and the B color light emitting LEDs 201B to 204B includes a required number of light emitting diodes.

バックライト駆動制御部１０６は、ＬＥＤ駆動部２１３〜２１６、タイミング制御部２２０、ゲイン制御部２２１で構成される。ＬＥＤ駆動部２１３〜２１６は、それぞれＬＥＤ群２０１〜ＬＥＤ群２０４の３色ＬＥＤを点灯・消灯制御する。タイミング制御部２２０は、ＬＥＤ駆動部２１３〜２１６の点灯・消灯タイミングを規定するタイミング信号を発生し、ＬＥＤ駆動部２１３〜２１６へ供給する。   The backlight drive control unit 106 includes LED drive units 213 to 216, a timing control unit 220, and a gain control unit 221. The LED driving units 213 to 216 control to turn on / off the three color LEDs of the LED group 201 to the LED group 204, respectively. The timing control unit 220 generates a timing signal that defines the lighting / extinguishing timing of the LED driving units 213 to 216 and supplies the timing signal to the LED driving units 213 to 216.

タイミング制御部２２０が発生するタイミング信号を図４に示す。図４の最上段には、タイミング制御の基準となる垂直同期信号の１フレーム期間を示している。その下のＴＣ１〜ＴＣ４は、それぞれＬＥＤ群２０１〜ＬＥＤ群２０４のタイミング制御信号を示している。タイミング制御信号ＴＣ１〜ＴＣ４が高いレベルのときにそれぞれに対応するＬＥＤ群が点灯し、低いレベルのときに対応するＬＥＤ群が消灯する構成となっている。図４のようにタイミング制御信号ＴＣ１〜ＴＣ４の低いレベルを時間的に順番にずらすことにより、図２にて説明した、バックライト１００のＬＥＤ群の順次点滅を実現することができる。   A timing signal generated by the timing controller 220 is shown in FIG. The uppermost part of FIG. 4 shows one frame period of a vertical synchronization signal that is a reference for timing control. TC1 to TC4 below the timing control signals of the LED group 201 to the LED group 204, respectively. When the timing control signals TC1 to TC4 are at a high level, the corresponding LED groups are turned on, and when the timing control signals TC1 to TC4 are at a low level, the corresponding LED groups are turned off. By sequentially shifting the low levels of the timing control signals TC1 to TC4 in time order as shown in FIG. 4, the LED groups of the backlight 100 described in FIG.

次にゲイン制御部２２１は、ＬＥＤ駆動部２１３〜２１６がＬＥＤ群２０１〜ＬＥＤ群２０４を駆動する際の、ＬＥＤの発光量を規定する駆動信号のゲインを制御し、ＬＥＤの発光量を制御する。また、ゲイン制御部２２１には、フォトセンサ１０７からのＲ，Ｇ，Ｂの発光量検出信号と、タイミング制御部２２０からのタイミング信号が導かれ、フォトセンサ１０７からのＲ，Ｇ，Ｂの発光量検出信号を、タイミング制御部２２０からのタイミング信号の切り替わりごとにサンプリングして、期間別の発光量検出信号を生成し、この情報を基に上記のゲイン制御を行う。   Next, the gain control unit 221 controls the gain of the drive signal that defines the light emission amount of the LED when the LED drive units 213 to 216 drive the LED group 201 to the LED group 204, and controls the light emission amount of the LED. . The gain control unit 221 receives the R, G, and B emission amount detection signals from the photosensor 107 and the timing signal from the timing control unit 220, and emits the R, G, and B emission from the photosensor 107. The amount detection signal is sampled every time the timing signal from the timing control unit 220 is switched to generate a light emission amount detection signal for each period, and the above gain control is performed based on this information.

次に、ゲイン制御部２２１の制御アルゴリズムについて説明する。まず、ＬＥＤ群２０１〜ＬＥＤ群２０４の発光量にばらつきのない場合の、フォトセンサ１０７からのＲ検出信号の示す値の時間的推移を図５に示す。   Next, a control algorithm of the gain control unit 221 will be described. First, FIG. 5 shows the temporal transition of the value indicated by the R detection signal from the photosensor 107 when there is no variation in the light emission amounts of the LED group 201 to LED group 204.

期間Ｔ１では、図３に示してあるＬＥＤ群２０２のＬＥＤ２０２Ｒの発光量Ｒ２、ＬＥＤ群２０３のＬＥＤ２０３Ｒの発光量Ｒ３、及びＬＥＤ群２０４のＬＥＤ２０４Ｒの発光量Ｒ４の和ＲＤＥＴ１（＝Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）が、フォトセンサ１０７のＲ検出信号として検出される。   In the period T1, the sum RDET1 (= R2 + R3 + R4) of the light emission amount R2 of the LED 202R of the LED group 202, the light emission amount R3 of the LED 203R of the LED group 203, and the light emission amount R4 of the LED 204R of the LED group 204 shown in FIG. It is detected as an R detection signal of the sensor 107.

期間Ｔ２では、ＬＥＤ群２０１のＬＥＤ２０１Ｒの発光量Ｒ１、ＬＥＤ群２０３のＬＥＤ２０３Ｒの発光量Ｒ３、及びＬＥＤ群２０４のＬＥＤ２０４Ｒの発光量Ｒ４の和ＲＤＥＴ２（＝Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４）が検出される。   In the period T2, the sum RDET2 (= R1 + R3 + R4) of the light emission amount R1 of the LED 201R of the LED group 201, the light emission amount R3 of the LED 203R of the LED group 203, and the light emission amount R4 of the LED 204R of the LED group 204 is detected.

同様に期間Ｔ３では、ＲＤＥＴ３（＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ４）が検出され、期間Ｔ４ではＲＤＥＴ４（＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）が検出される。   Similarly, RDET3 (= R1 + R2 + R4) is detected in the period T3, and RDET4 (= R1 + R2 + R3) is detected in the period T4.

ＬＥＤ群２０１〜ＬＥＤ群２０４の発光量にばらつきのない場合には、
Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ ・・・・（１）
であり、図５に示すように、
ＲＤＥＴ１＝ＲＤＥＴ２＝ＲＤＥＴ３＝ＲＤＥＴ４＝３*Ｒ・・・・（２）
であり、検出量に時間的変動はない。 When there is no variation in the light emission amount of the LED group 201 to LED group 204,
R1 = R2 = R3 = R4 = R (1)
And as shown in FIG.
RDET1 = RDET2 = RDET3 = RDET4 = 3 * R (2)
There is no temporal variation in the detected amount.

次にＬＥＤ群２０１〜ＬＥＤ群２０４の発光量にばらつきのある場合を、図６に示す。図６は、ＬＥＤ２０２Ｒの発光量Ｒ２のみが発光量Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４に比べて若干小さい場合、つまり、
Ｒ２‘＝Ｒ２−Δｒ２（Δｒ２＞０）・・・・（３）
となった場合を示している。このとき、ＲＤＥＴ１〜 ＲＤＥＴ４は以下のような関係となる。 Next, FIG. 6 shows a case where the light emission amounts of the LED group 201 to LED group 204 vary. FIG. 6 shows a case where only the light emission amount R2 of the LED 202R is slightly smaller than the light emission amounts R1, R3, and R4.
R2 ′ = R2−Δr2 (Δr2> 0) (3)
This shows the case. At this time, RDET1 to RDET4 have the following relationship.

ＲＤＥＴ１＝Ｒ２‘＋Ｒ３＋Ｒ４＝３*Ｒ−Δｒ２・・・・（４）
ＲＤＥＴ２＝Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４＝３*Ｒ・・・・・・・・・（５）
ＲＤＥＴ３＝Ｒ１＋Ｒ２‘＋Ｒ４＝３*Ｒ−Δｒ２・・・・（６）
ＲＤＥＴ４＝Ｒ１＋Ｒ２‘＋Ｒ３＝３*Ｒ−Δｒ２・・・・（７）
ゲイン制御部２２１は、フォトセンサ１０７からの発光量の和、ＲＤＥＴ１〜ＲＤＥＴ４を受けて、ＲＤＥＴ１〜ＲＤＥＴ４の大小関係とその差分値を求める。 RDET1 = R2 ′ + R3 + R4 = 3 * R−Δr2 (4)
RDET2 = R1 + R3 + R4 = 3 * R (5)
RDET3 = R1 + R2 ′ + R4 = 3 * R−Δr2 (6)
RDET4 = R1 + R2 ′ + R3 = 3 * R−Δr2 (7)
The gain control unit 221 receives the sum of the light emission amounts from the photosensor 107, RDET1 to RDET4, and obtains a magnitude relationship between RDET1 to RDET4 and a difference value thereof.

例えば、
ＲＤＥＴ２＞ＲＤＥＴ１＝ＲＤＥＴ３＝ＲＤＥＴ４
ＲＤＥＴ２−ＲＤＥＴ１＝Δｒ２
ＲＤＥＴ２−ＲＤＥＴ３＝Δｒ２
ＲＤＥＴ２−ＲＤＥＴ４＝Δｒ２
であれば、ＬＥＤ群２０２のＬＥＤ２０２Ｒの発光量がΔｒ２だけ弱いことを検出することができる。 For example,
RDET2> RDET1 = RDET3 = RDET4
RDET2-RDET1 = Δr2
RDET2-RDET3 = Δr2
RDET2-RDET4 = Δr2
If so, it can be detected that the light emission amount of the LED 202R of the LED group 202 is weak by Δr2.

この検出結果を基に、ゲイン制御部２２１は、ＬＥＤ群２０２を駆動するＬＥＤ駆動部２１４へ、ＬＥＤ２０２Ｒの発光量をΔｒ２だけ強めることを指示する制御信号を与える。これにより、ＬＥＤ２０２Ｒの発光量がＲ２になるため、上記（２）式の関係に保つことが可能となる。   Based on the detection result, the gain control unit 221 gives a control signal that instructs the LED driving unit 214 that drives the LED group 202 to increase the light emission amount of the LED 202R by Δr2. Thereby, since the light emission amount of the LED 202R becomes R2, it is possible to maintain the relationship of the above expression (2).

ここでは、Ｒ信号のみ説明したがＧ信号及びＢ信号に関しても同様に制御する。   Although only the R signal has been described here, the G signal and the B signal are similarly controlled.

本実施例の構成では、前記フォトセンサを一つのみ配置することを特徴としている。こうすることで、フォトセンサ毎の特性のばらつきを排除することができ、かつコスト的にも低く抑えることができるという利点がある。   The configuration of this embodiment is characterized in that only one photosensor is disposed. By doing so, there is an advantage that variations in characteristics among photosensors can be eliminated and the cost can be kept low.

また、ゲイン制御部２２１は、多くの演算処理を行うため、マイコンで構成することが望ましい。
（実施例２）
次に、本発明の第二の実施例を説明する。図７は第二の実施例における構成を示している。この構成は、第一の実施例である図１の構成に加え、例えば光ファイバからなる導光路７０１〜７０４及び７０６と、集光器７０５で構成される。導光路７０１はＬＥＤ群１０１の付近の光を集光器７０５へ導く。同様に導光路７０２〜７０４はそれぞれＬＥＤ群１０２〜ＬＥＤ群１０４の付近の光を集光器７０５へ導く。集光器７０５は導光路７０１〜７０４から導かれた光を集め、導光路７０６を通してフォトセンサ１０７へ導く。この構成にすることにより、フォトセンサ１０７とＬＥＤ群１０２〜ＬＥＤ群１０４との距離の違いによる光量の誤差が少なくなり、より正確な光量検出を行うことが可能となる。また、フォトセンサ１０７の配置位置による性能への影響が殆どないため、フォトセンサ１０７の配置位置の自由度が高いという利点もある。 In addition, the gain control unit 221 is preferably configured with a microcomputer in order to perform many arithmetic processes.
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows a configuration in the second embodiment. This configuration includes light guide paths 701 to 704 and 706 made of, for example, optical fibers, and a condenser 705 in addition to the configuration of FIG. The light guide path 701 guides light in the vicinity of the LED group 101 to the condenser 705. Similarly, the light guide paths 702 to 704 guide light in the vicinity of the LED group 102 to the LED group 104 to the condenser 705, respectively. The condenser 705 collects the light guided from the light guide paths 701 to 704 and guides it to the photosensor 107 through the light guide path 706. With this configuration, a light amount error due to a difference in distance between the photosensor 107 and the LED group 102 to the LED group 104 is reduced, and more accurate light amount detection can be performed. In addition, since there is almost no influence on the performance due to the arrangement position of the photosensor 107, there is an advantage that the degree of freedom of the arrangement position of the photosensor 107 is high.

本発明の一実施例の構成を説明するブロックダイアグラム。The block diagram explaining the structure of one Example of this invention. 本発明の一実施例における液晶パネルとバックライトの動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the liquid crystal panel and backlight in one Example of this invention. 本発明の第一の実施例におけるバックライト部及びバックライト制御部の詳細ブロックダイアグラム。The detailed block diagram of the backlight part in the 1st Example of this invention, and a backlight control part. 本発明の第一の実施例におけるタイミング制御信号のタイミングチャート。The timing chart of the timing control signal in the 1st example of the present invention. フォトセンサの検出した光量を説明する図。The figure explaining the light quantity which the photo sensor detected. フォトセンサの検出した光量を説明する図。The figure explaining the light quantity which the photo sensor detected. 本発明の第二の実施例の構成を説明するブロックダイアグラム。The block diagram explaining the structure of the 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００…バックライト、
１０１…ＬＥＤ群１、
１０２…ＬＥＤ群２、
１０３…ＬＥＤ群３、
１０４…ＬＥＤ群４、
１０６…バックライト駆動制御部、
１０７…フォトセンサ、
１０８…ＬＣＤドライバ、
１０９…ＬＣＤパネル、
２０１Ｒ…ＬＥＤ群２０１のＲ色発光ＬＥＤ、
２０１Ｇ…ＬＥＤ群２０１のＧ色発光ＬＥＤ、
２０１Ｂ…ＬＥＤ群２０１のＢ色発光ＬＥＤ、
２０２Ｒ…ＬＥＤ群２０２のＲ色発光ＬＥＤ、
２０２Ｇ…ＬＥＤ群２０２のＧ色発光ＬＥＤ、
２０２Ｂ…ＬＥＤ群２０２のＢ色発光ＬＥＤ、
２０３Ｒ…ＬＥＤ群２０３のＲ色発光ＬＥＤ、
２０３Ｇ…ＬＥＤ群２０３のＧ色発光ＬＥＤ、
２０３Ｂ…ＬＥＤ群２０３のＢ色発光ＬＥＤ、
２０４Ｒ…ＬＥＤ群２０４のＲ色発光ＬＥＤ、
２０４Ｇ…ＬＥＤ群２０４のＧ色発光ＬＥＤ、
２０４Ｂ…ＬＥＤ群２０４のＢ色発光ＬＥＤ、
２１３…ＬＥＤ群２０１を駆動するＬＥＤ駆動部、
２１４…ＬＥＤ群２０２を駆動するＬＥＤ駆動部、
２１５…ＬＥＤ群２０３を駆動するＬＥＤ駆動部、
２１６…ＬＥＤ群２０４を駆動するＬＥＤ駆動部、
２２０…タイミング制御部、
２２１…ゲイン制御部、
７０１〜７０４…導光路、
７０５…集光器
100 ... Backlight,
101 ... LED group 1,
102 ... LED group 2,
103 ... LED group 3,
104 ... LED group 4,
106: Backlight drive control unit,
107: Photo sensor,
108: LCD driver,
109 ... LCD panel,
201R: R color light emitting LED of LED group 201,
201G: G color light emitting LED of LED group 201,
201B: B color light emitting LED of LED group 201,
202R ... R color light emitting LED of the LED group 202,
202G ... G color light emitting LED of the LED group 202,
202B: B color light emitting LED of LED group 202,
203R ... R color light emitting LED of LED group 203,
203G ... G color light emitting LED of LED group 203,
203B: B color light emitting LED of LED group 203,
204R ... R color light emitting LED of LED group 204,
204G ... G color light emitting LED of LED group 204,
204B ... B color light emitting LED of the LED group 204,
213 ... LED driving unit for driving the LED group 201,
214... LED driving unit that drives the LED group 202;
215... LED driving unit that drives the LED group 203;
216... LED driving unit that drives the LED group 204;
220 ... Timing control unit,
221: Gain control unit,
701-704 ... light guide,
705 ... Concentrator

Claims (7)

マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶パネルと、
この液晶パネルを駆動する液晶ドライバと、
前記液晶パネルの背面に配置され，該液晶パネルを照射するバックライト光源と、
該バックライト光源を調光制御するバックライト制御部と、
前記バックライト光源の発光する光量を検知するフォトセンサ部とを備える液晶表示装置において、
前記バックライト光源の発光領域は、複数個の分割領域に分割されてなり、前記発光領域は、該複数個の分割領域の中の１個の分割領域を除いて点灯され、且つ、前記１個の分割領域は、前記複数個の分割領域の中から順次選択されて消灯されるとともに、
前記バックライト制御部は、前記フォトセンサ部からの出力を基に、前記複数個の分割領域の各々の発光量を制御することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal panel having a plurality of pixels arranged in a matrix;
A liquid crystal driver that drives the liquid crystal panel;
A backlight light source disposed on the back surface of the liquid crystal panel and illuminating the liquid crystal panel;
A backlight control unit for dimming control of the backlight light source;
In a liquid crystal display device comprising a photosensor unit that detects the amount of light emitted from the backlight light source,
The light emission area of the backlight light source is divided into a plurality of divided areas, and the light emitting areas are turned on except for one divided area among the plurality of divided areas, and the one The divided areas are sequentially selected from the plurality of divided areas and turned off.
The backlight control unit controls a light emission amount of each of the plurality of divided regions based on an output from the photosensor unit. 前記バックライト光源の前記発光領域は、前記液晶パネルのフィールド走査方向に複数個の分割領域に分割されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light emitting region of the backlight light source is divided into a plurality of divided regions in a field scanning direction of the liquid crystal panel. 前記複数個の分割領域の各々は、赤色を発光する発光ダイオード、緑色を発光する発光ダイオード及び青色を発光する発光ダイオードを備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the plurality of divided regions includes a light emitting diode emitting red light, a light emitting diode emitting green light, and a light emitting diode emitting blue light. 前記フォトセンサ部は、赤色の光を検知する赤色受光部、緑色の光を検知する緑色受光部及び青色の光を検知する青色受光部で構成され、赤色、緑色及び青色の光量をそれぞれ独立に検知するものであって、前記液晶表示装置内に１つだけ備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。   The photo sensor unit includes a red light receiving unit that detects red light, a green light receiving unit that detects green light, and a blue light receiving unit that detects blue light, and independently controls the amounts of red, green, and blue light. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is to be detected, and only one is provided in the liquid crystal display device. 前記バックライト制御部は、前記複数個の分割領域の中の１個の分割領域が消灯される期間の各々において、前記フォトセンサ部からの出力をサンプリングして、このサンプリングされた値を基に、前記複数個の分割領域の各々の発光量を算出して、前記複数個の分割領域の各々の発光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。   The backlight control unit samples the output from the photosensor unit in each period in which one of the plurality of divided regions is turned off, and based on the sampled value 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a light emission amount of each of the plurality of divided regions is calculated to control a light emission amount of each of the plurality of divided regions. 前記複数個の分割領域の中の前記１個の分割領域が消灯される期間は、該１個の分割領域に対向する前記液晶パネルの領域に存在する前記複数の画素へのデータ書き込み時間に対応していることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。   The period during which the one divided area of the plurality of divided areas is turned off corresponds to the time for writing data to the plurality of pixels existing in the area of the liquid crystal panel opposite to the one divided area. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is a liquid crystal display device. 前記複数個の分割領域と前記フォトセンサ部とは、前記複数個の分割領域に結合された複数の導光路と該複数の導光路からの光出力を集める集光器とを介して結合されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。

The plurality of divided areas and the photosensor unit are coupled via a plurality of light guide paths coupled to the plurality of divided areas and a condenser that collects light output from the plurality of light guide paths. The liquid crystal display device according to claim 1.

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