JP2006318917A - 光源システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度を正確に検知・調整可能な光源システム及びその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明による光源システムは発光ユニットと、光検知ユニットと、制御ユニットとを備える。そのうち制御ユニットは発光ユニットを駆動可能であり、光検知ユニットは発光ユニットの輝度を検知して、発光ユニットの輝度に対応する輝度検知信号を出力可能である。制御ユニットは調整信号を出力し、発光ユニットを駆動することで発光ユニットの輝度を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源システム及びその制御方法、詳しく言えばディスプレーに適用する光源システム及びその制御方法に関するものである。

マルチメディア時代の到来に伴い、ディスプレーの形は多様化し、そのうちパネル型ディスプレーは軽量、薄型化を中心に発展してきている。また、パネル型ディスプレー中の液晶ディスプレー（Liquid Crystal Display, ＬＣＤ）はフルカラー、高解像度、薄型、省エネルギー及び高コントラスト等の特徴があるため、最も広範に使用されている。液晶ディスプレーの適用範囲は小型の携帯電話の画面に始まり、カーナビ用表示パネル、中型のノートパソコン用ディスプレーとデスクトップパソコン用ディスプレー、そして最近では大型の液晶テレビにまで広がっている。しかし、液晶そのものは発光しないため、液晶ディスプレーは、そのバックライトモジュール（Backlight Module）から構成される光源システムを利用することで、十分かつ均質な光源を得る。

図１は、周知の光源システムを示す図である。周知の光源システム１は、複数の発光ユニット１１、一つの電流検知ユニット１２及び一つの制御ユニット１３を備える。市販のものでよく見掛けられる発光ユニット１１は、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）であり、制御ユニット１３は複数の制御チップ１３１と複数の変圧器１３２を有し、複数の発光ユニット１１を駆動する。周知の光源システム１は、電流検知ユニット１２により発光ユニット１１の電流値を検知して、その電流値と所定の設定値を比較する。電流値が所定の設定値より小さいか、または大きい場合、制御ユニット１３は、発光ユニット１１の電圧を調整することで発光ユニット１１の輝度を調整することが可能である。

発光ユニット１１は、生産過程やその他の要因で差異が生じることがある。従って、すべての発光ユニット１１が同じ電圧により駆動されるとしても、生じる輝度は必ずしも同じではない。また、発光ユニット１１には電圧が輝度に影響するという問題があるほかに、発光ユニット１１そのものの減衰特性があるため、発光ユニット１１が長時間使用されるのに伴い輝度が徐々に低くなるという問題がある。従って、同一の電圧値で駆動したとしても発光ユニット１１の使用時間が長ければ長いほど輝度が低下するという問題が生じる。更に周知の技術による電流検知方法は、発光ユニット１１の輝度を正確に検知することができないため、発光ユニット１１の輝度は使用時間に伴い暗くなり、液晶ディスプレー全体の品質を損なってしまう。

従って、如何に輝度を正確に検知・調整可能な光源システム及びその制御方法を提供するかということが現在の最も重要な課題となっている。

本発明の主な目的は、輝度を正確に検知・調整可能な光源システム及びその制御方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明による光源システムは発光ユニット、制御ユニット、光検知ユニット及び判定ユニットを備える。これらのうち、制御ユニットは発光ユニットを駆動可能であり、光検知ユニットは発光ユニットの輝度を検知し、かつ発光ユニットの輝度に対応する輝度検知信号を出力可能であり、判定ユニットは輝度検知信号を受け取り、発光ユニットの輝度が所定の輝度値に等しいかを判定可能である。輝度検知信号が所定の輝度値に等しくない場合、判定ユニットは制御ユニットに制御信号を出力し、制御ユニットは制御信号に従い調整信号を出力することで発光ユニットを駆動する。

また、上述の目的を達成するために、本発明による光源システム制御方法は、少なくとも一つの発光ユニットの輝度を調整することであり、発光ユニットの輝度を検知するステップと、発光ユニットの輝度に従いそれに対応する輝度検知信号を出力するステップと、輝度検知信号が所定の輝度値に等しいかを判定するステップと、輝度検知信号が所定の輝度値に等しくない場合、調整信号を出力することにより発光ユニットを調整するステップと、を含む。

本発明によれば、光源システム及びその制御方法は直接発光ユニットの実際の輝度を検知し、その検知した輝度に基づき調整するため、発光ユニットの輝度を正確に調整することが可能である。従って、液晶ディスプレーの品質を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施例による光源システムを図面に基づいて説明する。図２は、本発明の実施例による光源システムを示す図である。光源システム２は、発光ユニット２１、制御ユニット２２、光検知ユニット２３及び判定ユニット２４を備える。これらのうち、制御ユニット２１は冷陰極蛍光ランプ、発光ダイオードまたは他の発光ユニット等のいずれか一つである。制御ユニット２２は制御チップ２２１と変圧器２２２を有し、発光ユニット２１を駆動するのに用いられる。

本実施例では、光検知ユニット２３は感光ダイオード、フォトトランジスタまたは他の光検知ユニット等のいずれか一つである。光検知ユニット２３は発光ユニット２１の輝度を検知し、その輝度に対応する輝度検知信号を出力可能である。

判定ユニット２４は輝度検知信号を受け取り、発光ユニット２１の輝度が所定の輝度値に等しいかを判定可能である。所定の輝度値は使用上の需要に応じ、標準輝度に調整するための参照値として設定することが可能である。判定ユニット２４が判定した結果、輝度検知信号が所定の輝度値に等しくない場合、判定ユニット２４は制御ユニット２２に制御信号を出力し、制御ユニット２２は制御信号に従い調整信号を出力することで発光ユニット２１の輝度を調整する。この調整信号は電圧または電流であり、実際の需要に応じて設定することが可能である。

図３は、本発明の実施例による光学システム制御方法を示すプロセスである。本発明の実施例による光学システム制御方法は、上述の光源システム２に適用することが可能である。光源システム制御方法は次のステップを含む。

ステップＳ０１では、光検知ユニット２３が発光ユニット２１の輝度を検知する。

ステップＳ０２では、光検知ユニット２３が発光ユニット２１の実際の輝度に対応する輝度検知信号を出力する。

ステップＳ０３では、判定ユニット２４が輝度検知信号を受け取り、その輝度検知信号が所定の輝度値に等しいかを判定する。

ステップＳ０４では、輝度検知信号が所定の輝度値に等しくない場合、判定ユニット２４が制御ユニット２２に制御信号を出力する。そして、その制御信号に従い制御ユニット２２は調整信号（電圧または電流）を出力して発光ユニットを駆動する。ここで、輝度検知信号が所定の輝度値以下である、即ち発光ユニット２１が輝度不足であると判定された場合、制御ユニット２２はもっと強い調整信号（電圧または電流）を出力することで発光ユニット２１の輝度を高くする。逆に、輝度検知信号が所定の輝度値よりも大きい、即ち発光ユニット２１が輝度過度であると判定された場合、制御ユニット２２は比較的弱い調整信号（電圧または電流）を出力することで発光ユニット２１の輝度を低くする。従って、光検知ユニット２３を介して直接発光ユニット２１の輝度を検知することで発光ユニット２１の輝度を正確に調整することが可能となる。

図４は、本発明のもう一つの実施例による光源システムを示す図である。光源システム３は、発光ユニット３１、制御ユニット３２、光検知ユニット３３及び判定ユニット３４を備える。

更に発光ユニット３１は、複数の発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃを含む。発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃは冷陰極蛍光ランプまたは発光ダイオードである。制御ユニット３２は、複数の発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを駆動可能な制御チップ３２１と変圧器３２２を有する。

光検知ユニット３３は、発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ等のいずれか一つに別々に対応することで発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの輝度を検知して、その検知した輝度に対応する輝度検知信号を出力可能な複数の光検知素子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを有する。ここで、光検知素子の数は必ずしも発光素子の数と一致するとは限らず、両者は一対一配置または一対多数配置のいずれでも可能である。

判定ユニット３４は、光検知素子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが出力した輝度検知信号を受け取り、発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの輝度が所定の輝度値に等しいかを判定可能である。輝度検知信号が所定の輝度値に等しくない場合、判定ユニット３４は制御ユニット３２に制御信号を出力し、制御ユニット３２は制御信号に従い調整信号を出力することで対応する発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの輝度を調整する。

また、上述の光源システム３を詳しく説明するために、光源システム３を液晶ディスプレーのバックライトシステムとすることを例に挙げて説明を進める。説明中、前述した部品と同じ部品は同じ符号と名称で表記される。図５に示すように、液晶ディスプレー４は表示パネル４１、ハウジング４２及び光源システム３を備える。光源システム３は表示パネル４１の下方のハウジング４２内に配置される。また光源システム３は表示パネル４１と発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの間に配置され、発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが発した光を表示パネル４１に均質に放射可能な光拡散板（Diffuser）３５を有する。発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、ハウジング４２内に配置され、かつ光拡散板３５に平行するように配列される。光検知素子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ、発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの上方、下方または発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの輝度を検知可能な位置に配置される。

本実施例による光源システム３の作動原理は次の通りである。光検知素子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ、発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの実際の輝度を検知して、その輝度に対応する輝度検知信号を出力する。続いて判定ユニット３４は、輝度検知信号を受け取り、輝度検知信号が所定の輝度値に等しいかを判定する。輝度検知信号が所定の輝度値に等しくない場合、判定ユニット３４は制御ユニット３２に制御信号を出力し、制御ユニット３２は制御信号に従い調整信号を出力することで、対応する発光素子３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを駆動する。

更に具体的な例を挙げて説明を行う。発光素子３１ｂが輝度不足である場合、光検知素子３３ｂは発光素子３１ｂの実際の輝度を検知し、それに対応する輝度検知信号を出力する。発光素子３１ｂが輝度不足であるため、輝度検知信号は所定の輝度値以下になり、判定ユニット３４は制御ユニット３２に制御信号を出力する。制御ユニット３２は制御信号に従い調整信号を出力し、発光素子３１ｂの電圧を高く、または電流を多くすることで発光素子３１ｂの輝度を高くし、発光素子の輝度を調整することが可能である。

図６は、本発明の更にもう一つの実施例による光源システムを示す図である。光源システム５は発光ユニット５１、制御ユニット５２及び光検知ユニット５３を備える。そのうち制御ユニット５１は冷陰極蛍光ランプ、発光ダイオードまたは他の発光ユニット等のいずれか一つである。光検知ユニット５３は感光ダイオード、フォトトランジスタまたは他の光検知ユニット等のいずれか一つである。光検知ユニット５３は発光ユニット５１の輝度を検知して、その輝度に対応する輝度検知信号を出力可能である。制御ユニット５２は制御モジュール５２１、変圧器５２２及び判定モジュール５２３を有する。制御モジュール５２１は発光ユニット２１を駆動し、判定モジュール５２３は輝度検知信号に従い発光ユニット５１の輝度が所定の輝度値に等しいかを判定する。判定モジュール５２３が判定した結果、輝度検知信号が所定の輝度値に等しくないと判定された場合、制御モジュール５２１は調整信号を出力することで発光ユニット２１の輝度を調整する。この調整信号は電圧または電流であり、実際の需要に応じて設定することが可能である。

本実施例による光源システム５の作動原理は次の通りである。光検知ユニット５３は発光ユニット５１の輝度を検知して、発光ユニット５１の実際の輝度に対応する輝度検知信号を出力する。続いて制御ユニット５２は輝度検知信号を受け取り、輝度検知信号が所定の輝度値に等しいかを判定し、その結果、輝度検知信号が所定の輝度値に等しくない場合、調整信号を出力することで発光ユニットの輝度を調整する。従って、光検知ユニット５３が直接発光ユニット５１の輝度を検知することで発光ユニット５１の輝度を正確に調整することが可能となる。

上述により、本発明による光源システム及びその制御方法は、光検知ユニットを介して直接発光ユニットの実際の輝度を検知し、発光ユニットの輝度が所定の輝度値に等しくない場合、判定ユニットが制御ユニットに制御信号を出力し、続いて制御信号に従い制御ユニットが調整信号を出力し、発光ユニットを駆動・調整することで光源システムの発光ユニットに十分な輝度を与えることが可能である。周知の技術と比べて、本発明による光源システム及びその制御方法は直接発光ユニットの実際の輝度を検知して、その結果に基づいて輝度を調整するため、発光ユニットの輝度を正確に調整することが可能である。つまり周知の光源システムの使用時間が長ければ長いほど輝度が低下するという問題を避けることが可能であるため、液晶ディスプレーの品質を向上させることが可能となる。

上述したものは一例に過ぎず、本発明はこれに限定されない。本発明の精神と範疇を逸脱しない限り同等の修正または変更をするのは、本発明の請求範囲に属すべきである。

周知の光源システムを示す図である。 本発明の実施例による光源システムを示す図である。 本発明の実施例による光学システム制御方法を示すプロセスである。 本発明のもう一つの実施例による光源システムを示す図である。 本発明のもう一つの実施例による光源システムが適用された液晶ディスプレーの断面図である。 本発明のまたもう一つの実施例の光源システムを示す図である。

符号の説明

１ 周知の光源システム
１１ 発光ユニット
１２ 電流検知ユニット
１３ 制御ユニット
１３１ 制御チップ
１３２ 変圧器
２ 光源システム
２１ 発光ユニット
２２ 制御ユニット
２２１ 制御チップ
２２１ 変圧器
２３ 光検知ユニット
２４ 判定ユニット
３ 光源システム
３１ 発光ユニット
３１ａ 発光素子
３１ｂ 発光素子
３１ｃ 発光素子
３１ｄ 発光素子
３２ 制御ユニット
３２１ 制御チップ
３２２ 制御ユニット
３３ 光検知ユニット
３３ａ 光検知素子
３３ｂ 光検知素子
３３ｃ 光検知素子
３３ｄ 光検知素子
３４ 判定ユニット
３５ 光拡散板
４ 液晶ディスプレー
４１ 表示パネル
４２ ハウジング
５ 光源システム
５１ 発光ユニット
５２ 制御ユニット
５２１ 制御モジュール
５２２ 変圧器
５２３ 判定モジュール
５３ 光検知ユニット
Ｓ０１ ステップ
Ｓ０２ ステップ
Ｓ０３ ステップ
Ｓ０４ ステップ

Claims (7)

1. 発光ユニットと、
   前記発光ユニットの輝度を検知し、前記発光ユニットの輝度に対応する輝度検知信号を出力可能である光検知ユニットと、
   前記輝度検知信号を受け取り、調整信号を出力することで前記発光ユニットの輝度を調整可能である制御ユニットと、
   を備えることを特徴とする光源システム。
2. 前記発光ユニットは複数の発光素子を有し、前記光検知ユニットはそれぞれ前記発光素子の輝度を検知し、前記光検知ユニットは複数の光検知素子を有し、前記光検知素子のいずれか一つは前記発光素子のいずれか一つに対応しており、対応する前記発光素子の輝度を検知する、ことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
3. 前記発光ユニットは、一つの光拡散板と少なくとも一つの発光素子を有し、前記発光素子は、前記光拡散板に平行するように配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
4. 前記輝度検知信号を受け取り、前記発光ユニットの輝度が所定の輝度値に等しいかを判定可能である判定ユニットを更に備え、前記判定の結果、前記輝度検知信号が前記所定の輝度値に等しくない場合、前記判定ユニットは前記制御ユニットに制御信号を出力し、前記制御ユニットは前記制御信号に従い前記調整信号を出力することで前記発光ユニットの輝度を調整する、ことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
5. 前記制御ユニットは、制御チップと変圧器を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
6. 少なくとも一つの発光ユニットの輝度を調整する光源システム制御方法であって、
   前記発光ユニットの輝度を検知するステップと、
   前記発光ユニットの輝度に対応する輝度検知信号を出力するステップと、
   前記輝度検知信号が所定の輝度値に等しいかを判定するステップと、
   前記輝度検知信号が前記所定の輝度値に等しくない場合、調整信号を出力することで前記発光ユニットの輝度を調整するステップと、
   を含むことを特徴とする光源システム制御方法。
7. 前記調整信号は電流値、または電圧値である、ことを特徴とする請求項６に記載の光源システム制御方法。

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