具体实施方式
下面参照附图详细描述依照本发明实施例的光源装置、显示装置、终端装置和控制这些装置的方法。将首先描述依照本发明第一个实施例的光源装置、显示装置、终端装置和控制这些装置的方法。图3是显示依照本实施例的显示装置的透视图,图4是显示依照本实施例的终端装置的透视图。
如图3中所示,依照第一个实施例的显示装置2由光源装置1和透射型液晶显示面板7组成。光源装置1设置有由透明材料组成的光导板3。光导板3是矩形片形状的。在面对光导板3的一个侧表面(光入射表面3a)的位置上设置有光源51。光源51是RGB(红绿蓝)LED(发光二极管)51,其中红色、绿色和蓝色发光元件设置在相同的密封结构中。沿着光导板3的光入射表面3a排列有多个RGB-LED51,LED数量的一个例子是四个。对于光导板3,从光入射表面3a入射的光均匀地从主表面(光出射表面3b)出射。光导板以平面的方式输出从点光源的LED出射的光。此外,设置用于驱动光源的光源驱动电路202,RGB-LED51与该电路相连。
在光导板3的与光入射表面3a相对的一侧设置有用于检测光源发光强度的光传感器4。光传感器4例如是光电二极管,本实施例中在光导板3的与光入射表面3a相对的表面上仅设置有一个光电二极管。不像在常规的例子中所述的光传感器,光传感器4没有设置用于选择接收光的波长的彩色滤色器。具体地说,光传感器4由一种光传感器组成,并对于其中同时接收红色、绿色和蓝色波长的光的较宽波长范围足够敏感。光传感器4用于检测通过光导板3连续传播的而不是在法线方向上从光出射表面3b出射的光的强度。
此外,设置用于控制光源驱动电路202的控制电路201,光传感器4与该控制电路201连接。具体地说,将来自光传感器4的检测结果输入到控制电路201。
控制电路201是如前面所述用于控制光源驱动电路202的电路,其内部具有作为光传感器4输入信号的参考的存储数据。该参考数据由用于光源中多个单独可控颜色的单个数据组成。具体地说,在RGB-LED51的情形中,控制电路201存储当红色、蓝色和绿色发光元件以理想强度单独发光时由光传感器4检测的数据作为参考数据。相对于由光传感器4检测的结果,控制电路201检查该参考数据。在检测结果大于参考数据的情形中,控制电路控制光源驱动电路202,以减小光发射强度,在检测结果小于参考数据的情形中,控制电路控制光源驱动电路202,以增加光发射强度。在检测结果等于参考数据的情形中,控制电路控制光源驱动电路202,以保持相同的光发射强度。给控制电路201输入用于选择是否发光或熄灭光源装置1的信号。具体地说,在装配有光源装置1的终端装置熄灭光源装置1的情形中,信号承载熄灭光源装置的指令,由此控制电路201可控制光源驱动电路202来熄灭RGB-LED51。控制电路201从终端装置接收指令,以控制光源驱动电路202并以相同的方式点亮RGB-LED51。
前述的透射型液晶显示面板7面对光导板3的光出射表面3b设置,通过使从光出射表面3b出射的光透过而使光图像加到光上。
显示装置2例如安装在便携电话9的显示部中,如图4中所示。具体地说,依照本实施例作为便携终端的便携电话9包括上述的显示装置。
下面描述与上述构造的优选实施例相关的显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法。图5A到5G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图5A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图5B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图5C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图5D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图5E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图5F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图5G具有在垂直轴上画出的光传感器的输出结果的值。
在图5中的时间t1之前,光源装置断开,RGB-LED熄灭。具体地说,流进RGB-LED的红色、绿色、和蓝色发光元件中的电流为0,如图5A到5C中所示,RGB-LED的红色、绿色、和蓝色发光元件的发光强度也保持为0,如图5D到5F中所示。结果,光传感器的输出结果也基本为0,如图5G中所示。
相反,时间t1是光源装置接通的时间。例如,在装配有光源装置的便携电话的电源接通的情形中,或者在便携电话是具有向内折叠显示表面和操作表面的折叠电话,如图4中所示的情形中,光源装置接通,其中当电话折叠关闭时,光源装置断开,因为用户不再观看显示表面,然后当电话在使用过程中接通时,光源装置接通。
当光源装置例如在时间t1,即当控制电路201接收到接通指令时而接通时,控制电路201不同时接通RGB-LED51的红色、绿色和蓝色发光元件,而是首先仅给红色发光元件供给特定的电流,如图5A到5C中所示。时间段从t1到t2,该时间段的一个例子是16ms。该特定电流的值预先设置在控制电路201中。给红色发光元件供给特定电流仅使红色发光元件点亮,如图5D到5F中所示。光传感器4此时接收来自红色发光元件的光,并将结果输出到控制电路201。图5G中的实线表示光传感器4的输出结果。此外,虚线表示预先存在于控制电路201中的光传感器4的参考数据;即在时间段t1-t2过程中红色发光元件以理想强度点亮的情形中由光传感器4输出的数据。在实线和虚线之间存在差值的情形中,控制电路201断定RGB-LED51的红色发光元件的发光状态与参考状态不同。具体地说,控制电路201将参考数据与由光传感器4检测的结果相比,在检测结果大于参考数据的情形中,控制电路控制光源驱动电路202,以减小光发射强度,而在检测结果小于参考数据的情形中,控制电路控制光源驱动电路202,以增加光发射强度。此外,在检测结果等于参考数据的情形中,控制电路控制光源驱动电路202,以保持相同的光发射强度。由此将红色发光元件的发光状态校准为参考状态。
接下来,当在时间t2处完成红色发光元件的校准时,控制电路201将流到红色发光元件的电流设为0,并给绿色发光元件供给特定的电流。由此仅点亮绿色发光元件,以与红色发光元件相同的方式校准绿色发光元件。时间段从t2到t3。当完成绿色发光元件的校准时,在时间t3到t4处以相同的方式校准蓝色发光元件。具体地说,给蓝色发光元件供给特定的电流,由此仅点亮蓝色发光元件,熄灭红色和绿色发光元件。
当在时间t1到t4处完成RGB-LED51的校准时,在时间t4处同时点亮RGB-LED51的红色、绿色和蓝色发光元件。此时发光元件的驱动条件使用在时间t1到t4处的校准结果,如图5A到5F中所示。由此发光元件保持在特定状态中,由光源装置发射的光的色调保持在特定状态中。
接下来,将描述本实施例的效果。依照本实施例的光源装置,当光源装置接通时,以时间连续的方式点亮RGB-LED的红色、绿色和蓝色发光元件,通过单个光传感器来接收元件的光发射、来校准光源的状态。由此即使当由于温度变化、时间变化和其他因素而导致这些颜色的发光元件的状态变化时,也可保持特定的状态,因此可将由光源装置发射的光的色调保持在特定的状态中。此外,在本实施例中仅需要设置单个光传感器,与其中设置有对应于红色、蓝色和绿色波长范围的三个光传感器的情形相比,像与结合本发明描述的常规例子相比,可减小光传感器的种类和数量,可将光源装置做得较小,并可降低成本。减小光传感器的数量可减小光传感器与控制电路之间的连线,因此配线需要较小的空间,能减小尺寸。此外,控制电路具有光传感器输出的参考数据,由此可以与参考数据进行对比,且很容易检测光源的状态。此外,与其中同时发射所有颜色光的光源装置的方案相比,分别对每个颜色来校准光源可减小校准过程中光源装置的亮度。因此,当以时间连续的方式发射光源的颜色时,可减小由观察者感觉到的不舒服。
如前面所述,本实施例中的光传感器设置在光导板的与光入射表面相对的表面上。光导板一般形成为比显示面板的显示区域大,并设计成能均匀地照明显示区域。因此,设置在光导板的端表面上的光传感器可比显示区域更远离地设置在外部,即设置在显示面板框架部分的后侧上。在显示面板的框架部分上设置有彩色滤色器的阻光部分。因此,可减小外部光对光传感器的影响,由此可提高检测精度。显示面板中使用的偏振片设置在光传感器上。可通过偏振片的吸收进一步减小外部光的影响。便携电话的外框部分也设置在光传感器上,该部分外框可用于阻挡外部光。
在本实施例中,当光源装置接通时在时间t1到t4处仅进行一次校准,而本发明并不仅限于该选择,还可进行多次校准。这种校准可进行更加精确的控制,因此可以以较高的精度修正色调。此外每个颜色的发光元件的校准时间是16ms,但还可设置其他的时间段。考虑到光源装置在红色、绿色和蓝色中的闪烁,且在接通之后在光源装置变为可用于显示的所需的时间段过程中不能正确显示,校准时间段应当较短,优选为1帧或更小(16ms或更小),可大大减小与校准相关的不舒服。
此外,在本实施例中,以在时间t1处接通光源装置同时,开启组成RGB-LED的发光元件的校准,但是在接通光源装置的时间与开始校准发光元件的时间之间允许有时间段流逝。在该时间段过程中熄灭光源的同时,可检测光传感器的输出,检测结果用作修正的偏移。由此可从校准移除外部光的影响,在校准过程中抑制外部光的情形中可获得更加精确的检测。
在本实施例中,在时间t1到t4处光源的校准过程中的发光强度大致与从时间t4向上的发光强度是相同的水平,但本发明并不仅限于该选择。尤其是,在时间t1到t4处光源的校准过程中的发光强度可小于时间t4向上的发光强度,由此可进一步降低校准过程中所显示图像的亮度,可减小由以时间连续方式发射光源的颜色所导致的观察者不舒服。
此外,光传感器的参考数据预先设置在包含最小数量颜色的控制电路中,但是本发明并不仅限于该选择,参考数据可包括较大数量的数据。例子包括其中便携电话构造成允许使用者改变屏幕亮度设置的情形、和其中存储每个亮度设置的参考数据并根据设置亮度来使用最佳参考数据的情形。该构造还允许使用者改变色调设置,为了该目的,可存储多组参考数据。由此可进行对应于较宽种类条件的修正。
此外,描述了其中控制电路将参考数据与光传感器检测结果对比的例子,如此控制光源驱动电路,即在检测结果大于参考数据的情形中减小光源的光发射强度,但是对于检测结果和参考数据之间的数值差可产生余度。具体地说,如此控制光源驱动电路,即在检测结果比参考数据大恒定值的情形中减小光源的发光强度,并如此控制光源驱动电路,即在检测结果落在特定范围内的情形中保持相同的发光强度。
在本实施例中,描述了其中使用预先设置在控制电路中的光传感器的参考数据来校准,但本发明并不仅限于该选择。例如,还可通过计算检测结果来产生等价于参考数据的数据。
对于其中屏幕亮度设置变化的情形来说,代替存储不同亮度设置的多组参考数据,可另外保存对应于亮度设置的的特定系数,并用该系数乘以基本亮度设置的参考数据,或者进行其他计算,由此产生多组参考数据。由此可减小由控制电路存储的参考数据的组数,简化控制电路的结构,并降低成本。还可以下述方式进行计算,即将典型数据对时间的变化存储为一系数,点亮时间可认为反映了该系数。例如红色LED比其他元件更易于恶化,出现了下述情形,即其中在较长发光周期过程中仅仅红色LED不再与参考数据一致。此时通过如此设置所述系数来获得恒定的平衡,即光量随着发光时间降低。
此外,在其中由光传感器检测的结果不充分且参考数据和校准没有产生任何改进的情形中,对特定颜色的光源可能是有缺陷的,其已经快速恶化。在这种情形中,尽管整体亮度下降了,但可根据输出已经下降的光源来进行校准,以确保色调平衡。
还针对于光源光发射强度中的时间改变来建立参考数据。具体地说,在光源接通后随着时间流逝,光源趋于发射不同量的光。尤其是,当在光源接通后过了一定的时间时,光量经常在上升之后开始稳定。鉴于此,提前如此建立参考数据,即在其中光量已经稳定的情形中,每个颜色的发光元件以特定的平衡来发射光。结果,当光源接通同时进行校准时,考虑到特定的时间段建立参考数据,因此打乱了每个颜色的发光元件之间的平衡。然而,随着时间流逝以及光量稳定,再次获得颜色之间的特定平衡。
如上所述,本发明的一个重要方面是,使用装置开启等过程中的特定事件作为校准光源的触发源。本发明的主要一点是,具有不同光发射光谱的多种光源按时间连续的方式发射光,使用具有比光发射光谱宽的光接收器光谱的光检测器件,由此,在减小不同种类的光接收器的数量的情况下控制光源。具体地说,通过使用特定事件作为触发源进行校准不是本发明的必要方面。然而,因为使用这种触发源可减小使用者意识到校准操作的可能性,所以本发明的校准操作更利于应用到该器件。
除了如前面所述接通光源装置之外,作为用于校准的触发源的适宜事件的另一个例子是接通装配有该光源装置的显示装置或终端装置。其他的例子包括转变到其中显示屏幕具有低亮度的功率消耗模式,或者从功率消耗模式返回。此外,在其中适当修正光源中时间波动的情形中,可设置用于将光源装置的使用时间积分的器件,并在流逝特定时间之后进行校准。该结构还允许使用者按照它们自己的意愿校准光源。作为一个例子,可设置校准按钮。由于可按照它们自己的意愿进行修正,所以使用者很方便。
如前面所述,优选控制电路保存对应于屏幕亮度设置中的变化的参考数据,但还优选当使用者改变屏幕的亮度设置时使用触发源进行校准操作。由此可更加精确地反应使用参考数据的修正。此外,其不仅适于屏幕亮度设置,而且还适于色调设置,并可利用使用者的设置变化作为触发源来进行校准。终端装置已经在全球范围内使用,相同的终端装置经常越来越多地在不同国家使用,但因为存在一些不同的偏好,所以要求简单的方法来适应这些偏好。对于本发明的结构,不仅很容易设置并改变屏幕的色调,而且还可简化修正操作,这是极其优选的。
便携终端装置中的可适宜的变化包括改变到振动模式;即用便携电话等接收电话或邮件、和由使用者设置的警报响铃。这是因为当器件振动时使用者关注屏幕的可能性较低,即使使用者关注屏幕,作为该振动的结果,可减小使用者意识到校准的可能性,使用者感受到校准引发的不舒服的机会较小。此外,通过更多次的校准操作,可确保使用者意识到校准,或者通过结合使用振动和校准操作来吸引使用者的注意。因为使用者不关注屏幕,所以在与便携电话通讯过程中也更利于进行校准。
可单独使用或彼此结合使用上述的用于触发源的事件。该结构还允许采用多个事件,当判断到任何事件时可进行校准。由此可显著的提高校准操作的自由度,允许更加精确的校准。
如前面所述,本发明的特征是用于控制光源的光接收器的数量比光源种类少。这是因为光接收器的光谱比光源的光发射光谱宽,所以光接收器的种类比光源的种类少。因此,本发明可适用于其中例如设置有具有不同动态范围的光接收器,且较高精度地修正屏幕亮度的结构。具体地说,光接收器包括在低亮度状态中以高精度检测低亮度的光接收器、和在高亮度状态中以高精度检测高亮度的光接收器。可使用更适于来自光源的光量的光接收器的检测结果来进行校准。例如,使用设置用来RGB-LED的红色、绿色和蓝色发光元件的两种光接收器,例如一种用于检测低亮度,一种用于检测高亮度来进行校准操作。在该情形中,当使用常规的红色、绿色和蓝色光接收器时,必须对低亮度检测和高亮度检测都设置总共六个光接收器。不仅使结构变得复杂,而且还使控制变得复杂。然而,因为仅仅需要两种光接收器,所以在本发明中获得了极其显著的效果。因而,当使用常规方法时,在修正参数不仅包括波长范围而且还包括动态范围以及其他参数的情形中,必须增加光接收器的数量,以形成矩阵,这是非常复杂的,但在本发明中使用简单的结构就获得了这些目的。
在本实施例中,描述了其中当以时间连续的方式发射光时进行检测操作的例子,但是其他的选择是显而易见的,即连续检测由从时间t4向上三个颜色的发光元件同时发射的光产生的白色状态,并使用该方案作为例如阻止光源的光量不正常波动的情形的手段。此外,可使用检测白色状态的结果来提高校准操作的精度。例如,一个可能的方法是,预先存储白色状态的参考数据,如果检测结果大于该参考数据,则它们俩之间的差就作为权重系数计算到参考数据中。
另一个可能的方法是,设置具有用于临时存储驱动发光元件条件的电路的控制电路,并进行校准操作,且当从活跃模式变到待用模式时存储现有条件与参考数据之间的差值。当连续循环接通电源时,根据该数据开始驱动,并再创稳定条件,以开始操作。
此外,在本实施例中,描述了其中光源RGB-LED由三个颜色红色、绿色、和蓝色的发光元件组成的例子,但本发明并不仅限于该选择。对于具有发射除红色、绿色和蓝色之外颜色的发光元件的光源,或者具有超过三种发光元件的光源,可类似地使用本发明,只要单独控制发光元件就行。这种光源的例子包括五色LED,除了红色、绿色和蓝色之外,其具有浅绿和黄色的发光元件;和具有蓝色和黄色发光元件的两色LED。此外,在本实施例中,RGB-LED具有所有都设置在一个密封结构中的三个颜色,红色、绿色和蓝色发光元件,但是不同颜色的发光元件还可设置在不同的密封结构中。此外,光源不限于LED,还可使用电致发光元件或其他这种元件。还可使用激光光源,其能显示较宽的色度范围。
此外,使用本发明光源装置的显示面板不限于液晶面板,可使用任何利用光源装置的显示面板。液晶显示面板也不限于透射型的,可使用在每个像素中具有透射区域的任何面板。还可使用在每个像素的一部分中具有反射区域的透射反射型液晶面板、任何地方都可视的(visible-everywhere)透射反射型液晶面板、或微反射型液晶面板。
此外,在本实施例中,使用便携电话作为终端装置的一个例子,但本发明并不仅限于该选择。本发明包含的显示装置不仅包括移动电话,而且还包括PDA(Personal Digital Asssistant:个人信息终端)、游戏机、数码照相机、数码摄像机、和各种其他各种的移动终端装置。依照本实施例的显示装置不仅可安装在移动终端装置中,而且还可安装在笔记本型个人计算机、自动柜员机、自动贩卖机、和其他各种的终端装置中。
接下来,将描述本发明的第二个实施例。图6是显示依照本实施例的显示装置的透视图。如图6中所示,代替依照第一个实施例使用显示装置2和光源装置1的透射型液晶显示面板7,依照第二个实施例的显示装置21和光源装置11使用以垂直取向原理而操作的透射型液晶显示面板71。用于驱动透射型液晶显示面板71的显示面板驱动电路204与控制电路201连接,显示面板控制电路204受控制电路201的控制。控制器由控制电路201、光源驱动电路202、和显示面板控制电路204组成。结果,控制电路201控制显示面板驱动电路204,可以以特定的时间间隔减小透射型液晶显示面板71的透射率。除此之外本实施例的结构与第一个实施例的相同。
下面描述如上构造的本实施例的显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法。图7A到7H是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图7A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图7B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图7C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图7D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图7E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图7F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图7G具有在垂直轴上画出的光传感器的输出结果的值,图7H具有在垂直轴上画出的透射型液晶显示面板的透射率。
在本实施例中,校准光源的操作与前述第一个实施例的相同,如图7A到7G中所示,但本实施例不同在于,根据校准光源的操作来控制透射型液晶显示面板71的透射率,如图7H中所示。具体地说,在施加t1之前,没有显示,因为显示装置21和透射型液晶显示面板71都断开。特别地,在本实施例中透射型液晶显示面板71以垂直取向原理而操作。因此,当面板断开时其为具有低透射率的常黑状态。结果,在时间t1之前,透射型液晶显示面板71的透射率较低。光源装置11在时间t1处接通,在时间t1到t4处校准光源,同时控制电路201控制显示面板驱动电路204,以在透射型液晶显示面板71中保持低透射率。例如,为了保持低透射率,在整个屏幕上显示黑色。结果,时间t1到t4处透射型液晶显示面板71的透射率以与时间t1之前相同的方式保持较低。在时间t4处,当完成了校准光源的操作时,透射率不再保持较低,并显示信息。
依照本实施例,即使当在校准光源过程中以时间连续的方式点亮颜色时,在校准光源的同时减小透射型液晶显示面板的透射率也可使使用者不可能感觉到光,因此在校准过程中可大大减小使用者感觉到的不舒服。此外,因为在校准过程中显示面板具有较低的透射率,所以可大大减小外部光的影响。尤其是,可消除从观察者一侧穿过显示面板显示区域、到达光导板、穿过光导板且达到光传感器的光的影响。除此之外第二个实施例的操作和效果与第一个实施例相同。
在本实施例中,描述了其中当光源装置在断开之后接通时校准光源,且透射型液晶显示面板的透射率保持较低一直到完成校准的例子。然而,本发明并不仅限于该选择,另一个选择是,在其中光源装置接通的情形中将透射型液晶显示面板的透射率保持较低,并在光源装置保持接通的同时校准光源。在光源装置断开之后接通时校准光源适于修正光源随较长时间段的变化,同时在光源接通时校准光源适于修正由于光源产生的热量而导致的特性波动。优选当屏幕上的显示内容变化时校准光源。这是因为如果在使用者关注显示时校准光源,会减小显示装置的亮度,致使使用者感觉到不舒服。这种变化的例子包括切换显示屏幕、卷动菜单屏幕等。具体地说,使透射型液晶显示面板的透射率较低,并与屏幕的切换同步地校准光源,由此在校准过程中使用者不会感觉到以时间连续的方式发射的光,可减小由显示装置中的透射率减小所导致的任何不舒服。
其中显示内容经历变化的另一个例子涉及下述情形,即其中在能接收电话或邮件的终端装置中显示电话或邮件的发送提示信息。这是因为发送提示信息可改变终端装置的显示。该例子适用于下述情形,即其中显示内容沿时间轴不连续,例如从菜单屏幕等选择应用,屏幕显示变化的情形,或者对话框显示为要求使用者确认的情形。
另一个可能的例子是当摄像机开始或停止记录时。再一个可能的例子是数码照相机或具有俘获静态图像的其他这种终端的照相操作。在这些情形中,显示内容沿时间轴不是不连续,而是根据使用者想要的照相操作来进行校准操作,由此将伴随校准操作的图像改变到使用者可接收的限度内。这是优选的,因为直接响应于使用者的操作表现了图像变化。
在本实施例中,可通过在光源校准过程中减小显示面板的透射率来减小校准过程中使用者感觉到的不舒服。然而,本发明并不仅限于该选择,还可适用于除有意减小显示面板透射率情形之外的其他情形。一个可能的例子是显示图像本来就是黑色的情形。具体地说,控制器件构造成能检测显示面板上的显示内容,且在显示内容实现特定条件,即表现出黑色景物等的情形中,控制器件进行校准操作。由此可扩大校准条件,这使修正更加精确。
除了前面所述的黑色情景之外,检测显示内容条件的适宜例子包括下述情形,即在显示的主要亮度或颜色信息中突然变化,例如当景物的亮度突然变化时的情形;或屏幕的显示内容突然变化的情形。
此外,在校准过程中减小显示面板透射率的情形中,可使用能高速响应的液晶来显示补色,以补偿减小的透射率。具体地说,当校准红色发光元件时,显示面板的红色显示的透射率被减小,仅显示绿色和蓝色。因而,进行显示的像素是与正被校准的光源的元件为色补偿关系的像素。由此可不引人注意地进行校准操作,而没有给屏幕的显示内容带来太大变化。
此外,在本实施例中,如前面所述可适当使用常黑模式的液晶显示面板。该模式的例子包括垂直取向模式,例如MVA(Multi-domainVertical Alignment,多畴取向),其具有多个畴并具有减小的视角依赖性、以及PVA(Patterned Vertical Alignment构图的垂直取向)、ASV(Advanced Super V,改进的超级V)等。此外,水平电场模式包括IPS(In-Plane Switching面内切换)、FFS(Fringe Field Switching,边缘场切换)、AFFS(Advanced Fringe Field Switching,改进的边缘场切换)等。
接下来,将描述本发明的第三个实施例。图8是显示依照本实施例的显示装置的透视图。依照第三个实施例的显示装置22和光源装置12具有与依照第一个实施例的显示装置2和光源装置1不同位置的光传感器4,如图8中所示。在第一个实施例中,在如上所述的光导板3的与光入射表面相对的表面中部仅设置一个光传感器,但在第三个实施例中,在靠近光导板3的与光出射表面3b相对的表面上的光源处设置等于光源RGB-LED数量的多个光传感器。除此之外本实施例的结构与第一个实施例相同。
在本实施例中,光传感器4以相同的数量靠近RGB-LED设置。由此可精确地校准LED。具体地说,在第一个实施例中,光传感器4设置在聚光源一定距离的位置处,尽管可对于组成光源的每个颜色的RGB-LED进行校准,但很难校准每个LED。在本实施例中,靠近LED设置等于LED数量的多个光源,因此即使在LED特性不均匀的情形中也可校准LED。尽管光传感器的数量大于第一个实施例中的,但与对每个LED都设置三个颜色,红色、绿色和蓝色的光传感器的常规情形相比,光传感器的数量为1/3。可减小器件尺寸,同时降低成本。除此之外第三个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第四个实施例。图9是显示依照本发明的显示装置的透视图。如图9中所示,代替第三个实施例中使用显示装置22和光源装置12的透射型液晶显示面板7,依照本实施例的显示装置23和光源装置13使用透射型液晶显示面板72,还代替光传感器4而使用光传感器41。光传感器41是由无定形硅层形成的光电二极管,所述无定形硅层用作组成透射型液晶显示面板72像素的薄膜晶体管中的半导体层。具体地说,光传感器41形成在透射型液晶显示面板72上。此外,与第三个实施例中的光传感器4类似,靠近LED设置等于组成光源的RGB-LED数量的多个光传感器41。此外,光传感器41设置在透射型液晶显示面板72的显示区域和终端部分之间,如图9中所示。具体地说,RGB-LED靠近透射型液晶显示面板72的终端部分设置。除此之外本实施例的结构与前面所述第一个实施例中的相同。
在本实施例中,因为光传感器41整体形成在透射型液晶显示面板72上,所以不必给显示面板外部的区域设置新的光传感器,并可减小尺寸,同时降低成本。一般地,在框架部分中,具有终端部分的显示面板的区域比非显示区域的不具有终端的区域要大至少所述终端的尺寸。因此,给具有终端的框架部分设置光传感器可将用于这些光传感器的光源设置在终端的相反侧上。结果,可增大从光源到显示区域的距离。因此,可减小光源装置中的亮度波动,并可提高显示质量。此外,在具有终端的框架部分中设置光传感器可使光传感器的输出从透射型液晶显示面板的终端引出。因此,在透射型液晶显示面板上光传感器的配线需要减小的空间,可进一步减小尺寸。除此之外第四个实施例的操作和效果与前面所述的第三个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第五个实施例。图10是显示依照本实施例的显示装置的透视图。依照第五个实施例的显示装置24和光源装置14具有与依照第一个实施例的显示装置2和光源装置1基本相同的结构,如图10中所示。然而,如此构造组成光源51的四个RGB-LED51a,51b,51c,51d,即单独点亮和调整各个颜色的LED。除此之外本实施例的结构与前面所述的第一个实施例的相同。
下面描述依照上述构造的本实施例的显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法。图11A到11M是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图11A具有在垂直轴上画出的RGB-LED51a的红色元件的光发射强度,图11B具有在垂直轴上画出的RGB-LED51a的绿色元件的光发射强度,图11C具有在垂直轴上画出的RGB-LED51a的蓝色元件的光发射强度,图11D具有在垂直轴上画出的RGB-LED51b的红色元件的光发射强度,图11E具有在垂直轴上画出的RGB-LED51b的绿色元件的光发射强度,图11F具有在垂直轴上画出的RGB-LED51b的蓝色元件的光发射强度,图11G具有在垂直轴上画出的RGB-LED51c的红色元件的光发射强度,图11H具有在垂直轴上画出的RGB-LED51c的绿色元件的光发射强度,图11I具有在垂直轴上画出的RGB-LED51c的蓝色元件的光发射强度,图11J具有在垂直轴上画出的RGB-LED51d的红色元件的光发射强度,图11K具有在垂直轴上画出的RGB-LED51d的绿色元件的光发射强度,图11L具有在垂直轴上画出的RGB-LED51d的蓝色元件的光发射强度,图11M具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
本实施例的特征是,连续校准组成光源51的每个颜色的RGB-LED51a,51b,51c,51d的发光元件。具体地说,在从t1到t2的时间段中,控制电路201如此控制光源驱动电路202,即仅点亮RGB-LED51a的红色元件。结果,仅点亮RGB-LED51a的红色元件,光传感器4仅接收该光发射,如图11A到11M中所示。类似地,在从t2到t3的时间段中,仅点亮RGB-LED51a的绿色元件,在从t3到t4的时间段中,仅点亮RGB-LED51a的蓝色元件。接下来,在从t4到t5的时间段中,仅点亮RGB-LED51b的红色元件。因为之后校准以相同的方式进行,所以将省略其描述,但是连续点亮每个颜色的RGB-LED51a,51b,51c,51d的发光元件,并单独校准LED的光发射元件。
依照该实施例,可使用单个光传感器单独校准组成光源的每个颜色的LED的发光元件。由此可以以低成本高精度地校准元件,包括其中在单个LED的最初周期中存在不均匀的情形。
将本实施例与前面所述的第二个实施例组合也是有效的。在例如当接通便携电话电源时,就终端装置接通时间而言相对较宽范围的情形中,在本实施例中如前面所述可单独校准LED,可进行高精度的校准,包括其中在LED的最初周期中存在不均匀的情形。就时间而言存在相对较小范围的情形中,例如当重新回到菜单时,可进行简单的校准,其中可使LED相同颜色的元件同时发光,如第二个实施例中所述。原因是优选细微调整单个校准,因为LED的最初周期中的不均匀和时间变化对于每个LED都不同,而由温度变化导致的波动对相同的颜色趋于相同。因此,简单的校准仍是有效的,且修正需要较短的时间。
在本实施例中,因为距光传感器的距离对于每个LED都不同,所以优选每个LED都存储并使用校准的参考数据。RGB-LED51a和RGB-LED51d使用相同的参考数据,因为这两个LED距光传感器4是等距离的,如图10中所示。类似地,RGB-LED51b和RGB-LED51c使用相同的参考数据,因为这两个LED距光传感器4是等距离的。因而,具有与光传感器4相同关系的LED共享共同的参考数据,可减小所要存储的参考数据的组数,这可进一步降低成本。除此之外第五个实施例的操作和效果与前面所述的第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第六个实施例。图12是显示依照本实施例的显示装置的透视图。如图12中所示,不象依照前面所述第一个实施例的显示装置2和光源装置1,依照第六个实施例的显示装置25和光源装置15设置有检测温度的温度传感器6。该温度传感器6的输出与控制电路201连接,控制电路201可使用温度传感器6的输出信息来控制校准光源的操作。除此之外本实施例的结构与前面所述的第一个实施例的相同。
下面描述依照上述构造的本实施例的显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法。图13A到13H是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图13A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图13B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图13C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图13D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图13E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图13F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图13G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值,图13H具有在垂直轴上画出的温度传感器6的输出。
在本实施例中,如图13A到13G中所示,在时间t1之前保持正常显示,因此控制电路201控制光源驱动电路202,从而给RGB-LED51供给特定的电流。结果,RGB-LED的红色、绿色和蓝色发光元件发射具有特定强度的光。温度传感器的输出值在如图13H中所示的时间t1之前的虚线的范围内,该开始时设立该范围。
在时间t1处,当温度传感器的输出值超过了预定设立的上限时,如图13H中所示,控制电路201根据温度传感器输出值的波动而启动校准。对于该点的操作与第一个实施例相同。具体地说,控制电路201如此控制光源驱动电路202,即仅RGB-LED51的红色发光元件发光,给红色发光元件供给特定的电流。结果,仅点亮红色发光元件,光传感器4接收该光,并给控制电路201输出结果。控制电路201将这些结果与预先设置的光传感器4的参考数据对比,并控制光源驱动电路。当完成红色发光元件的校准时,控制电路201继续校准绿色和蓝色发光元件。因而,即使当正使用器件时温度突然变化,也可将发光元件保持在特定的状态中,并可将由光源装置发射的光的色调保持在特定的状态中。除此之外第六个实施例的操作和效果与前面所述的第一个实施例的相同。
描述了其中在开始时以上限和下限设立温度传感器输出值的例子,但本发明并不仅限于该选择。可预先设立更多的值,当输出发生变化并超过这些值时进行校准。由此可更加精确地处理温度变化。
此外,温度传感器6优选靠近光源装置的光源设置。由此可更加精确地处理由光源产生的热导致的特性变化。
此外,还描述了其中在温度传感器的输出值偏离特定范围后在本实施例中立即开始校准的例子,但本发明并不仅限于该选择。另一个选择是,在检测到这种温度传感器输出偏离之后发生特定事件时进行校准。具体地说,设置用于检查温度传感器输出状态的计数器,当温度传感器的输出存在偏离时,控制电路可设置该计数器。接下来,当再返回到菜单时或发生其他这种特定事件时,控制电路进一步确认计数器,如果计数器在设置状态中,则就进行校准。由此可阻止与温度变化一起以必须的方式进行的校准,并可减小使用者感觉到的不舒服。
温度传感器是由无定形硅层形成的,所述无定形硅层用作组成透射型液晶显示面板像素的薄膜晶体管中的半导体层。由此温度传感器可与显示面板集成,不仅可将器件做得较小和较薄,而且还降低了成本,因为不必提供单独的温度传感器。在这种情形中,即在透射型液晶显示面板上形成温度传感器的情形中,温度传感器优选靠近光源形成在显示面板上。由此可使温度传感器更精确地检测被控制的光源的状态。该光源还经常设置成对应于形成显示面板的终端的区域。这是因为使光源距显示区域较大的距离可减小由光源位置导致的光量中的不均匀。具体地说,温度传感器优选形成在显示面板的设置有终端的区域中的框架上。该区域是显示面板中的一部分,其中对于放置与显示无关的电路具有额外的空间,从而可确保适当放置温度传感器的自由度。如上所述,在设置有终端的显示面板框架上形成温度传感器可提高检测性能,减小光源装置中的不均匀,减小器件尺寸和厚度,并可降低成本。代替由薄膜晶体管形成,温度传感器还可由IC芯片组成。COG(玻上芯片)方法可用于该IC芯片,由此可在设置有终端的框架上装配该IC芯片。
在本实施例中,控制光源的控制电路构造成能使用温度传感器的输出信息来控制校准光源的操作,如前面所述。具体地说,本实施例结构的特性实际上是,设置外部传感器,并使用该外部传感器输出的信息来控制校准操作。温度传感器是传感器的一个例子,其仅图解了检测的一个例子,还可使用其他结构。
这种检测的另一个可能的例子包括使用加速度传感器和撞击传感器来检测。具体地说,如此构造控制电路,即使用加速度传感器的输出信息来控制校准光源的操作。然后当检测到加速度等于或大于特定的加速度时校准光源。当加速度较高时,使用者不可能关注显示。例如,显示装置快速移动、掉落或正被争夺。当使用者处于较高加速度的环境中时,即使显示装置相对于使用者的位置不发生变化,使用者也不可能关注显示。在这种环境中进行校准可减小使用者感觉到校准操作的可能性,可减小使用者感觉到的校准引发的不舒服。具体地说,如果传感器检测到能得出使用者不关注器件的信息,则可以以相同的方式适当使用传感器。此外,还可类似地使用观察终端装置中特定值或更大值的状态变化的传感器。
类似地,包括检测终端装置排列方向的变化的重心传感器是有效的。具体地说,在例如其中使用者在正常方向上观察不到显示的情形,屏幕例如颠倒的情形等中,进行校准操作。此外,在显示装置以其他方式在与终端装置相关的方向上旋转或变化的情形中可设置检测显示装置位置的传感器。例如,显示装置能纵向和横向旋转,在使用者根据显示内容而旋转屏幕的情形中可检测屏幕的旋转并进行校准。即使当屏幕旋转的同时进行校准时,也可减小不舒服,因为使用者没有关注显示屏幕。其中触发源是显示装置位置相对于终端装置的变化的一个例子是,笔记本计算机的折叠终端装置,称作蛤壳模式,其中显示屏幕可打开和关闭。因为蛤壳终端装置通常设置有检测折叠状态的传感器,所以可使用传感器的输出信号作为校准的触发源,可减小器件尺寸,并降低成本。类似地,在显示装置能相对于终端装置滑动的情形中,可设置传感器来检测该滑动动作,使用由该传感器检测到的滑动动作作为校准操作的触发源。不像蛤壳终端装置,设置有该滑动机构的终端装置可使使用者随时观看显示屏幕。因此,屏幕的亮度可响应于滑动立即减小,通过与该滑动动作同步进行校准,可提供其他对使用者动作的响应。提高了交互感觉,获得了提高的使用者满意度。
交互感觉提高的其他适宜的例子包括自动贩卖机、自动柜员机、电话亭终端装置等,其中触发源是硬币或票据的插入。具体地说,使用者可对终端装置进行任何种类的动作,并根据该部分响应而进行校准操作,由此给使用者提供响应它们动作的清楚感觉。
对于摄像机或数码照相机,触发源是带子、存储器或其他这种存储介质的添加或移除,或者外部透镜的添加。
另一方法是提供压力传感器,可检测使用者把持显示装置或终端装置。具体地说,控制电路构造成使用压力传感器的输出信息,以能控制校准光源的操作。当压力传感器的检测结果变化时,原因是使用者不同地把持器件,进行校准操作。当不同地把持器件时使用者通常不会关注显示屏幕。这是因为即使使用者关注屏幕,当不同地把持器件时屏幕状态稍微变化,使用者也会想到该变化是把持状态的方式的结果,不会感觉到不舒服。这种压力传感器优选设置在当使用者把持器件时使用者的手接触器件的位置处,更优选设置在与手指接触的位置处,或在保持装置时其他具有较大影响的这些部分处。由此可当使用者不同地保持器件时可更可靠地检测,并提高本发明的效果。
另一个方法是提供检测使用者存在的传感器,可检测使用者观看显示屏幕。具体地说,如此构造控制电路,即使用使用者检测传感器的输出信息并控制光源的校准。这种传感器的一个适当例子是使用照相机检测使用者存在的传感器。在静止器件的情形中,其他可能的例子包括检测由于位于器件前方的使用者而导致的亮度变化的亮度传感器、或检测坐在位于器件前方椅子上的使用者的传感器。当不存在使用者时或当使用者开始观看显示屏幕时进行校准操作。由此可防止使用者感觉到校准操作,因此可减小使用者感觉到的校准引发的不舒服。在使用照相机作为传感器的情形中,优选识别使用者的脸,更优选确定使用者的视线来检测使用者没有关注屏幕。此外,优选当使用者眨眼时检测并与眨眼同步地进行校准操作。由此可进行校准操作,从而使用者不会感觉到该操作,因此可显著增加进行的校准操作的次数,提高了精度。
另一个可能的例子是提供检测终端装置电源状态的传感器,并使用检测结果进行校准。在一个例子中,终端装置由电池供电,当终端装置在电池电源和外部电源之间切换时进行校准操作。可减小使用者感觉到的不舒服,因为使用者相信该校准操作是由电源状态变化导致的显示波动。电源状态的实际变化使电源电压稍微波动,因此减小了这种波动的影响,可使控制更加精确。
可设置外部光传感器作为检测外部环境的器件。外部光的突然变化的例子包括突然从暗空间进入亮空间、打开或关闭外部光、和由于装配该器件的汽车突然拐到一个角落而使得太阳位置发生变化。因而,人眼不会快速适应外部光环境的突然变化,不可能感觉到校准操作。由此可防止使用者感觉到校准操作。
接下来,将描述本发明的第七个实施例。图14是显示依照本实施例的显示装置的透视图。代替第三个实施例中使用显示装置1和光源装置2的透射型液晶显示面板7,依照第七个实施例的光源装置16和显示装置26使用透射型液晶显示面板73,如图14中所示。透射型液晶显示面板73具有作为组成元件的彩色滤色器,并与在红色、绿色和蓝色之间高速闪烁的光源同步地显示颜色,并以时间顺序的方式显示每个颜色组分的图像。除此之外本实施例的其他结构与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述依照上述方式构造的本实施例的显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法。图15A到15G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图15A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图15B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图15C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图15D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图15E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图15F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图15G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在本实施例中,光源校准操作与上述实施例的相同,但是光源的操作在时间t4处以及之后当完成校准操作时不同,如图15A到15G。具体地说,在时间t4处及之后,RGB-LED的红色、绿色和蓝色发光元件以较短的时间段连续点亮。本发明的结构特征是,接通电源或触发另一个预定的操作,如上面第一个实施例中所述。
在本实施例中,从时间t1到t4的校准过程中的发光强度设为小于在时间t4及之后的显示过程中发光元件的峰值强度。校准过程中颜色的发射时间和强度的乘积优选设为小于显示过程中颜色的发射时间和强度的乘积。因为减小了校准过程中的光量,所以可在校准过程中减小使用者感觉到的不舒服。除此之外第七个实施例的其他操作和影响与前面所述的第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第八个实施例。第八个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法不同。图16A到16G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图16A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图16B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图16C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图16D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图16E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图16F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图16G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在上述第一个实施例中,校准操作按RGB-LED的红色、绿色和蓝色的顺序单独修正发光元件,而本实施例中,使每个颜色的发光元件同时发光来进行校准。在时间t1之前恒定地显示,如图16A到16G中所示,红色、绿色和蓝色发光元件恒定地发光。当在时间t1处开始校准操作时,每个颜色的发光元件在时间t1和t2之间以与时间t1之前相同的状态以相同的周期发光,通过光传感器检测在该时间段过程中的光量。将该传感器的结果保存在控制电路中。接下来,在从t2到t3的时间段中,接通绿色和蓝色发光元件,断开红色发光元件。光传感器检测在该时间段中的光量并计算与在从t1到t2时间段中检测到的值的差。因为该值是红色发光元件发射的光量,所以控制电路将该差值与参考值相比,从而控制光源驱动电路。以类似的方式,在从t3到t4的时间段中,接通红色和蓝色发光元件,断开绿色发光元件。该时间段中光传感器的检测结果减去从时间t1到t2时间段中的检测结果,由此计算出绿色发光元件的光量。在从t4到t5的时间段中,接通红色和绿色发光元件,断开蓝色发光元件,从检测结果计算绿色发光元件的光量。
在本实施例中,从正常发光时光传感器的检测结果计算当断开将要被修正的发光元件时光传感器的检测结果,因此消除了外部光的影响。换句话说,对于正常发光时光传感器的检测结果和断开将要被修正的发光元件时光传感器的检测结果,认为是外部光的影响等价,通过减去这些结果可消除外部光的影响。此外,因为仅断开了将要被修正的发光元件,所以减小了伴随校准操作出现的使用者感觉到的不舒服,这是因为在非常接近于显示过程中出现的状态中进行校准。此外,通过减小光源的光量可减小高电平噪音的影响,因为校准过程中减小了光源断开的次数。除此之外第八个实施例的其他操作和影响与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第九个实施例。图17是显示依照本实施例的显示装置的透视图。依照第九个实施例的光源装置17和显示装置27与依照上述第一个实施例的显示装置2和光源装置1不同在于,除了光传感器4之外还使用光传感器42,如图17中所示。如上所述,本发明第一个实施例中所示的光传感器4用于对应于作为光源的RGB-LED单种光谱的红色、绿色和蓝色波带。鉴于该事实,在本实施例中,为了方便起见,光传感器4称作白色光传感器。相反,光传感器42是如此构造的光传感器,即其仅在红色光的波带中具有敏感度。光传感器42将称作红色光传感器。例如通过在光传感器前方设置透射红色光波带中的光的红色滤色器来实现红色光传感器42。在相对于光导板3的光入射表面3a的表面中心区域中设置单个白色光传感器4和单个红色光传感器42。光传感器4和42的输出信息输入到控制电路201。具体地说,控制电路201使用白色光传感器4和红色光传感器42的输出信息来校准光源。除此之外第九个实施例的结构与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述依照上述方式构造的本实施例的显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法。图18A到18H是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图18A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图18B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图18C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图18D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图18E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图18F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图18G具有在垂直轴上画出的红色光传感器输出结果的值,图18H具有在垂直轴上画出的白色光传感器输出结果的值。
在第九个实施例中,光源装置在时间t1之前断开,断开RGB-LED,如图18中所示。结果,光传感器的输出结果大致为0,如图18G和18H中所示。在时间t1处接通光源。具体地说,当控制电路201接收到变为接通状态的命令时,控制电路201同时接通RGB-LED51的红色和绿色发光元件,如图18A到18C中所示。该时间段是从t1到t2的时间段,在控制电路201中预先设置电流的最初值。该预定电流流到红色和绿色发光元件,由此接通红色和绿色发光元件,如图18D到18F中所示。红色光传感器42接收红色发光元件的光,如图18G中所示,并将结果输出到控制电路201。白色光传感器4接收红色和绿色发光元件的光,如图18H中所示,并将结果输出到控制电路201。控制电路201使用来自红色光传感器42的输入来调整流到红色元件的电流,以使红色发光元件发射具有预定光量的光。通过使用来自红色光传感器42恒定输出的恒定反馈系统控制红色元件。同时,控制电路201计算例如来自红色光传感器42和白色光传感器4的输入,以获得它们两个之间的差值,从而计算绿色发光元件的光量。虚线表示预先设置在控制电路201中的光传感器4的参考数据,即表示当从t1到t2时间段中以理想强度接通绿色发光元件时光传感器4应当输出的数据。当实线和虚线分开时,控制电路201就确定RGB-LED51的绿色发光元件的发光状态偏离了参考状态。具体地说,相对于参考数据,控制电路201检查由光传感器4检测的结果,控制光源驱动电路202,以当检测结果大于参考数据时限制发射强度,并控制光源驱动电路202,从而当输出结果小于参考数据时增加发射强度。当检测结果等于参考数据时,如此控制光源驱动电路202,即发射强度保持为当前水平。由此将绿色发光元件的发射强度校准为参考状态。
接下来,当在时间t2中完成绿色发光元件的校准时,控制电路201将流到绿色发光元件的电流设为0,并使预定电流流到蓝色发光元件。由此仅接通蓝色发光元件,以与绿色发光元件同样的方式校准蓝色发光元件。该时间段是从t2到t3。
当在从t1到t3的时间段中完成RGB-LED51的校准时,在时间t3处同时接通绿色和蓝色发光元件。在本实施例中,即使在从t1到t3的时间段中,红色发光元件也处于点亮状态。在时间t3处发光元件的驱动条件中使用从t1到t3时间段的校准结果,如图18A到18F中所示。由此因为发光元件保持在预定状态中,所以可将光源装置发射的光的色调保持在预定状态中。
在本实施例中,给三种发光元件使用两种光传感器,并使两种发光元件以时间顺序的方式闪烁,由此进行光源的校准操作。因为光传感器的种类小于光源的种类,所以与使用相同数量种类的光源和光传感器的情形相比,可减小光源装置的成本和尺寸。与上述第一个实施例相比,以时间顺序方式光源发光的时间段减少到2/3,且因为使两种光源同时发光,所以在检测过程中可减小亮度。由此使用者不太可能辨别到校准操作,并减小伴随校准操作而出现的不舒服。两种光传感器中的一个特别用于三种发光元件中的一个,选择了红色发光元件。一般地,因为绿色和蓝色发光元件由类似的组分组成,所以这些发光元件具有类似的特性。相反,因为,红色发光元件由完全不同的组分组成,所以特性大大不同,尤其是,红色发光元件比绿色或蓝色发光元件更容易丧失稳定性。鉴于该情况,使具有显著不同特性的红色发光元件经过恒定反馈控制,由此高精度地控制红色发光元件。绿色和红色发光元件可比红色发光元件更稳定地操作,这两种发光元件特性的波动类似。因此,代替恒定反馈控制,可使用简单的校准操作。这样,在减小尺寸和成本的同时,可获得高性能的控制操作。
在本实施例中,描述了在绿色和蓝色发光元件校准操作过程中红色发光元件恒定地发光,但是本发明并不仅限于该结构,可断开红色发光元件。在该情形中,通过单独发射绿色和蓝色来进行校准操作。因此,优选比普通操作过程中增加并发射更多的光量。因为不需要红色发光元件,所以不需要控制绿色和蓝色发光元件的校准。因此,可以以简单的方式构造控制电路。除此之外第九个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来描述本发明的第十个实施例。图19是显示依照本实施例的显示装置的透视图。依照第十个实施例的光源装置18和显示装置28使用与上述第一个实施例中的光源装置1和显示装置2不同种类的光源装置18和显示装置28,如图19中所示。具体地说,在上述第一个实施例中,使用具有三种颜色,即红色、绿色和蓝色发光元件的RGB-LED作为光源,但本实施例不同之处在于使用BY-LED。BY-LED由蓝色发光元件和黄色荧光体组成的LED,所述黄色荧光体使用由蓝色发光元件发射的蓝色光而发射黄色光,且使用蓝色和黄色光发射白光。尽管其发射白光,但由于黄色荧光体发射的黄色光的强度和蓝色发光元件的发光度,该白色LED仍具有稍微不同的色调。具体地说,当蓝色发光元件发射的蓝色光和黄色荧光体发射的黄色光平衡时,就发射白光。当蓝色发光元件发射的蓝色光比黄色荧光体发射的黄色光强时,就发射蓝白光。在本实施例中,使用具有不同色调的两种BY-LED。一种是发射白光的BY-LED52a,另一种是发射蓝白光的BY-LED52b。例如,白色BY-LED52a和蓝白色BY-LED52b的xy色图的色度坐标分别是(x,y)=(0.32,0.32)和(0.26,0.26)。换句话说,BY-LED52a是具有稍微黄色色调的白色。沿光导板3的光入射表面3a设置多个这两种BY-LED,例如数量是两个白色BY-LED52和两个蓝色BY-LED52b。交替设置这两种BY-LED,从而不同的种类彼此相邻设置。光源驱动电路202构造成能单独驱动两种BY-LED。除此之外本实施例的结构与上述第一个实施例的相同。
接下来描述依照上述方式构造的本实施例的显示装置的操作;即控制依照本实施例光源装置的方法。图20A到20E是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图20A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给白色BY-LED的电流,图20B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给蓝白色BY-LED的电流,图20C具有在垂直轴上画出的白色BY-LED的光发射强度,图20D具有在垂直轴上画出的蓝白色BY-LED的光发射强度,图20E具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十个实施例中,在时间t1之前断开光源装置,并断开BYB-LED,如图20中所示。结果,光传感器的输出结果大致也为0,如图20E中所示。当在时间t1处接通光源时控制电路201接通白色BY-LED52a,如图20A和20B中所示。该时间段从t1到t2,预先在控制电路201中设置电流的初始值。该预定电流流到白色BY-LED52a,由此接通白色BY-LED52a,如图20C到20D中所示。光传感器4接收白色BY-LED52a的光,如图20E中所示,并将结果输出到控制电路201。虚线显示了预先设置在控制电路201中的光传感器4的参考数据,即表示当从t1到t2时间段中以理想强度点亮白色BY-LED52a时光传感器4应当输出的数据。当实线和虚线分开时,控制电路201就确定白色BY-LED52a的发光状态偏离了参考状态。具体地说,相对于参考数据,控制电路201检查由光传感器4检测的结果,控制光源驱动电路202,以当检测结果大于参考数据时限制发射强度,并控制光源驱动电路202,从而当输出结果小于参考数据时增加发射强度。当检测结果等于参考数据时,如此控制光源驱动电路202,即发射强度保持为当前水平。由此将白色BY-LED52a的发射强度校准为参考状态。
接下来,当在时间t2中完成白色BY-LED52a的校准时,控制电路201将流到白色BY-LED52a的电流设为0,并使预定电流流到蓝白色BY-LED52b。由此仅接通蓝白色BY-LED52b,以与白色BY-LED52a同样的方式校准蓝白色BY-LED52b。该时间段是从t2到t3。
当在从t1到t3的时间段中完成白色BY-LED52a和蓝白色BY-LED52b的校准时,在时间t3处同时接通白色BY-LED52a和蓝白色BY-LED52b。在时间t3处发光元件的驱动条件中使用从t1到t3时间段的校准结果,如图20A到20E中所示。由此因为发光元件保持在预定状态中,所以可将光源装置发射的光的色调保持在预定状态中。
本实施例的特征是,两种LED具有相对类似的光谱。这样,使用具有类似光谱的光源的常规彩色滤色器的方法不能获得高精度的校准。这是因为下述事实,彩色滤色器不能充分分离发射光谱。相反,在本发明中,使用时间顺序光发射,即使当使用具有类似发射光谱的光源时,也可进行高精度控制。其中需要这种高精度控制的一个可能情形是根据服务环境稍微调整白色色调的情形。例如对于具有蓝白色光和具有黄色色调的灯泡的荧光灯,即使当显示装置显示相同的白色,使用者也会注意到不同的色调。这是因为使用者的眼睛适应了环境光。鉴于该情况,在荧光照明时使蓝白色BY-LED更强烈地发射光,以获得蓝白色显示,在灯泡照明时使白色BY-LED更强烈地发射光,以获得具有黄色色调的白色显示。由此使用者意识到正在显示相同的白色。需要高精度控制的另一个例子对应于光源随时间的变化。在使用蓝色发光元件和黄色荧光体的BY-LED中,因为蓝色发光元件比黄色荧光体随时间更显著地变化,所以当BY-LED使用较长时间段时,发射的光逐步变为黄色色调。鉴于该情况,可通过随时间变化改变发射比率来恒定地显示相同的白色。
在本实施例中LED的色度坐标仅仅是一个例子,可使用具有其他色度坐标的LED。此外,描述了其中将蓝色发光元件和黄色荧光体组合成光源的LED,但本发明并不仅限于该结构。例如可使用冷阴极荧光管。还可使用下述种类的白色LED,即其中在LED中组合有蓝色发光元件以及绿色和黄色荧光体、以及通过组合紫外光发光元件以及蓝色、绿色和红色荧光体而获得的白色LED。LED发射的颜色不限于白色,还可以类似地应用到例如组合有蓝色发光元件和红色荧光体的LED。还可有利地将本实施例中的BY-LED和上述第一个实施例中的RGB-LED组合。一般地,BY-LED比RGB-LED具有更好的功率效率,因此可根据条件切换并使用利用BY-LED的低功率显示和利用RGB-LED的宽色度范围的显示。除此之外第十个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十一个实施例。第十一个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十一个实施例的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图21A到21G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图21A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图21B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图21C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图21D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图21E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图21F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图21G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十一个实施例中,在时间t1之前断开光源装置,在时间段t1到t4中进行检测光源状态的操作。,在时间t4和t5之间进行修正,如图21中所示。在从t1到t4的时间段中的检测操作与上述第一个实施例相同,因此省略其描述。本实施例的特征是,在从t4到t5的周期中进行修正。在上述第一个实施例中,使用紧随进行检测之后的传感器结果来进行修正。在时间轴上的不连续点处,例如当光源从断开状态变到接通状态时使用这种控制。然而,当在显示内容不发生变化的情形中使用第一个实施例的控制方法时,由于该修正,屏幕的色调快速变化,使用者感觉到不舒服。鉴于该情况,提供预定的时间常量,并进行修正操作,以减小由在修正过程中屏幕的色调变化而导致的使用者感觉到的不舒服。例如,将进行部分检测操作的t1到t2的时间段设为16ms,将进行修正操作的从t4到t5的时间段设为10秒。人对时间轴上的快速变化响应很敏感,但是对较慢变化相对不怎么敏感。在本实施例中,因为进行较长时间,例如10秒的色调修正,所以使用者没有注意到修正操作,可减小由于执行本发明的控制而导致的不舒服。
为了减小由本发明的控制而导致的不舒服,作为本实施例的目的,时间上分离并进行检测操作和修正操作是有效的。具体地说,在上述第一个实施例中和第十一个实施例中,在从t1到t4的时间段中,使用紧随检测操作之后的检测结果进行修正。然而,例如在本实施例中,在已经完成了时间段t1到t4的检测操作之后,施加一定时间段的时间t1之前存在的状态。在流逝了预定时间段之后进行修正操作是有效的。除此之外第十一个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十二个实施例。第十二施方案的光源装置和显示装置的结构与上述第十一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十一个实施例的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图22A到22G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图22A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图22B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图22C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图22D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图22E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图22F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图22G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十二个实施例中,在时间t2和t3之前和之后的时间段中的光源的控制与上述第十一个实施例的不同,如图22中所示。具体地说,在上述第十一个实施例中,在时间t2处断开红色发光元件,接通绿色发光元件,而在第十二个实施例中,同时接通红色和绿色发光元件,如图22A和22B中,或图22D和22E中所示。这是由于下述事实,即在时间t2之前接通绿色发光元件,在过了时间t2后断开红色发光元件,结果,在时间t2之前和之后红色和绿色发光元件以相同的时间持续发光了一定的时间段。光源的输出是在时间t2之前和之后红色和绿色发光元件持续同时发光的所述周期过程中检测较大输出的结果,如图22G中所示。这表示作为同时点亮红色和绿色发光元件的结果获得了亮状态。类似地,在时间t3之前和之后的时间段中同时点亮绿色和蓝色发光元件的时间t3处具有一定的时间段。在除点亮至少两种发光元件之外的时间处检测光量。
在本实施例中,在检测由光源产生的光量的时间段中,提供了至少两个或多个发光元件同时点亮的时间段。临时减小检测过程中光源的光量,并可解决使用者感觉到不舒服的问题。这是由于下述事实,即人眼经历了残余图像影响,且通过缩短减小光源光量的时间段而没有感觉到光量的暂时减小。人暂时不能注意到光量减小的时间根据显示亮度和各种其他条件而变化。然而,根据检测结果临时减小光量的时间段优选设为对于使用者来说察觉不到,这是显而易见的。在本实施例中,发光元件的检测操作设为不连续,由此可将其中光量减小的时间段设为比检测操作中连续涉及每个颜色的发光元件更短的时间段,减小了使用者的不舒服。
在本实施例中,光量随时间而检测的发光元件可同时发光,但本发明并不限于该结构。例如,在检测红色和绿色发光元件的时间段中接通蓝色发光元件。此外,设置其中同时点亮所有发光元件的时间段。在该情形中,优选增加光量并减小发光时间,从而也减小了光量随时间的波动。更加优选地,使每个颜色的发光元件的光量在从t1到t4的时间段中随时间是均匀的。由此进行检测操作,同时保持相同的色调以及在时间t1之前存在的光量,可相当大地减小使用者感觉到地不舒服。除此之外第十二个实施例的操作和效果与上述第十一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十三个实施例。第十三个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第十一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十三个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图23A到23G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图23A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图23B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图23C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图23D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图23E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图23F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图23G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十三个实施例中,在时间t2和t3之前和之后的时间段中的光源的控制与上述第十一个实施例的不同,如图23中所示。具体地说,在第十三个实施例中,在时间t2之前和之后提供了用于再现时间t1之前存在的状态的时间段。类似地,在时间t3之前和之后提供了用于再现时间t1之前存在的状态的时间段。时间t1之前的状态是下述状态,即在检测光源状态的操作开始之前存在的状态。换句话说,本实施例的要点是,在每个颜色的发光元件的检测时间段之间引入检测开始之前存在的发光状态。仅在每个发光元件接通的时间段中进行每个颜色发光元件的检测操作。
当在时间t1处开始光源的校准操作,首先仅接通红色发光元件,并且检测红色发光元件的发光状态,如图23中所示。在时间t2之前接通所有颜色的发光元件,在过了时间t2之后仅点亮绿色发光元件,并检测绿色发光元件的发光状态。类似地,在时间t3之前接通所有颜色的发光元件,在过了时间t3之后仅接通蓝色发光元件,并检测蓝色发光元件的发光状态。这样,在所有颜色的发光元件的检测操作过程中提供用于再现在时间t1之前存在的光源状态的时间段。
在本实施例中,在检测由光源发射的光量的时间段过程中提供用于再现进行检测之前存在的光源的发光状态的时间段。光源的状态由于检测操作而变化,由此解决了使用者感觉到的不舒服。因此,在接近检测操作之前存在的状态的状态中检测每个颜色的发光元件,还显示了提高检测精度的效果。
在每个颜色检测时间段中提供的且再现检测操作之前存在的光源状态的时间段的长度没有特别限制,但是延长该时间段可降低光量中减小的频率。且优选这种情形。然而,如果时间段过长,则就减小了检测的频率。因此,时间段的长度设为适当的值。构造控制电路,从而设置时间段的长度。在宣告温度变化的情形等中,如此设置该长度,即在较短的时间段中重复检测几次。除此之外第十三个实施例的操作和效果与上述第十一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十四个实施例。第十四个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第十一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十三个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图24A到24G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图24A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图24B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图24C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图24D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图24E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图24F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图24G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十四个实施例中,在时间t2和时间t3之前及之后提供的时间段中光源的控制与上述第十一个实施例的不同,如图24中所示。具体地说,在第十四个实施例中,在时间t2之前和之后提供绿色和蓝色发光元件发光的时间段,这些颜色是在从t1到t2时间段中进行检测操作的红色发光元件的补偿色。类似地,在时间t3之前之后提供发光元件发光的时间段,这些发光元件与在从t2到t3时间段中进行检测操作的发光元件是补偿关系。在时间t4之前和之后提供发光元件发光的时间段,这些发光元件与在从t3到t4时间段中进行检测操作的发光元件是补偿关系。换句话说,本实施例的特征是下述操作,即其中首先点亮将要进行检测操作的发光元件,然后点亮与上面的发光元件是补偿关系的发光元件。
当在时间t1处开始校准操作时,首先仅点亮红色发光元件,并检测红色发光元件的发光状态,如图24中所示。在时间t2之前点亮绿色和蓝色发光元件,并在过了时间t2之后仅点亮绿色发光元件,并检测绿色发光元件的发光状态。类似地,在时间t3之前点亮红色和蓝色光元件,并在过了时间t3之后仅点亮蓝色发光元件,并检测蓝色发光元件的发光状态。在时间t4之前接通红色和绿色光元件。这样,在每个发光元件的检测操作过程中提供点亮作为补偿色的发光元件的时间段。在互补地点亮每个颜色地发光元件地时间段中进行检测操作。
在本实施例中,在检测由光源发射的光量的时间段中提供下述时间段,即在其中检测与发光元件是颜色互补关系的发光元件。一般地,当光源高速切换时,使用者会注意到发光状态的时间平均,但通过点亮互补颜色的发光元件可使检测时间段的平均颜色接近白色,如在本实施例中所示。在上述第一个实施例中,将时间t1到t4平均而获得白色,但在该实施例中,将在时间t1到t2之前和之后的时间段平均而获得白色,因此可以以较短的时间段获得白色状态。结果,可减小使用者感觉到时间顺序发光的危险。尤其是在使用者观看到便携终端装置等高速操作的情形中,将时间顺序发光空间地分割,因此增加了使用者感觉到时间顺序发光的危险。相反,在本实施例中,因为以较短的时间段进行平均,所以可减小这种危险。
互补色的光发射优选在使用时间平均而获得白色的光量中是一种平衡。例如,当在考虑检测红色发光元件的过程中和之后点亮绿色和蓝色发光元件时,优选如此设置红色的光量以及绿色和蓝色的光量,即所述平衡是白色。由此可大大减小使用者感觉到时间顺序发光的危险。
在本实施例中,点亮将进行检测操作的发光元件,然后接通互补色的发光元件,但本发明并不限于该结构,可较早接通互补色的发光元件,或在检测时间段过程中仅接通互补色的发光元件。除此之外第十四个实施例的操作和效果与上述第十一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十五个实施例。第十五个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第十一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十五个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图25A到25G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图25A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图25B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图25C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图25D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图25E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图25F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图25G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十五个实施例中,在检测光源状态的时间段中控制光发射的方法与其他实施例不同,如图25中所示。具体地说,在第十五个实施例中,检测红色发光元件的状态,接通绿色发光元件,断开红色发光元件,一起检测红色和绿色发光元件的状态。接下来,接通红色、绿色和蓝色发光元件,组合地检测该状态。当接通红色发光元件时光源的理想输出数据预设在控制电路中作为参考数据。以相同的方式预设当接通红色和绿色发光元件时光源的理想数据,其是当接通所有发光元件时光源的理想数据。控制电路将预设数据预由上述控制方法产生的检测结果对比,控制发光元件。
在从t1到t2的时间段中进行红色发光元件的检测操作,如图25中所示。类似地,在从t2到t3的时间段中进行红色和绿色发光元件的检测操作,在从t3到t4的时间段中进行所有发光元件,即红色、绿色和蓝色发光元件的检测操作。
在本实施例中,在恒定地接通至少一种发光元件的状态中进行校准操作。根据发光元件的状态和种类,与当进行接通/断开操作以进行检测操作时的恒定状态相比,这里存在特性稍微有点波动的发光元件。在本实施例中,通过恒定地点亮具有这种不稳定特性的发光元件尤其可获得较高的控制能力。如其他实施例中所述,与绿色和蓝色发光元件相比,红色发光元件具有较大的特性波动。鉴于该事实,通过恒定地点亮红色发光元件可提高控制能力,如本实施例中所述。当与上述第一个实施例中对比时,因为本实施例减小了断开光源的比率,所以可减小使用者感觉到校准操作的危险。
在本实施例中,发光元件数量可从单个发光元件颜色连续增加到两个或多个发光元件颜色,并进行检测操作,但本发明并不限于该结构,发光元件的数量可连续从三个发光元件颜色减小到两个和一个发光元件颜色,然后进行检测操作。由此因为产生了连续点亮光源的状态,所以可提高检测精度,还可将颜色变化的顺序连续变为从单个颜色到三个和两个颜色。
当在用作光源的发光元件特性中没有观察到变化时,优选绿色发光元件保持恒定点亮。人一般对绿色敏感,因此即使当绿色保持恒定点亮时也可减小不舒服。
在本实施例中描述了三种预设在控制电路中的数据,即当红色发光元件发光时预设的数据、当红色和绿色元件发光时预设的数据、和当所有颜色的元件发光时预设的数据,但本发明并不限于该结构。例如,当红色、绿色和蓝色元件发光时分别预设数据,使用这些数据计算并产生本实施例检测结果的参考数据。提供这种计算能力可导致更加复杂的控制电路,但就提高性能和降低成本方面而言,该电路是进步的,另一个方法考虑为将计算能力的使用最大化。依照校准的类型来切换操作,通过设置具有参照本发明实施例所述各种预设校准操作的控制电路,可高性能地进行校准操作。除此之外第十五个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十六个实施例。第十六个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十五个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图26A到26G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图26A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图26B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图26C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图26D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图26E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图26F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图26G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十六个实施例中,在检测光源状态的时间段中控制光发射的方法与其他实施例不同,如图26中所示。具体地说,在其他实施例中,组成光源的多个发光元件形成了一组,并进行校准操作。然而,在第十六个实施例中,在单个校准操作中,仅使一种发光元件经历检测和修正操作。检测和修正操作不按照每个颜色发光元件的顺序进行,例如对红色进行,然后在对红色进行,随后对绿色进行。以与上述第十一个实施例相同的方式,本实施例的描述假定点亮光源的状态是在时间t1之前存在的预定状态。
在时间t1和t2之间的时间段中进行红色发光元件的检测操作,如图26中所示,该时间段的一个例子是16ms。在时间t2处反映出检测结果,修改红色发光元件的光量,之后进行正常显示。该时间段是从t2到t3的时间段,例如设为60秒。类似地,在时间t3和t4之间的时间段中再次进行红色发光元件的检测操作,在时间t4处反映出结果,并进行正常显示。从t4到t5的时间段类似地设为60秒。在从t5到t6的时间段中,进行绿色发光元件的检测操作,在时间t6处反映出结果,并进行正常显示。这样,在本实施例中对红色发光元件进行两次检测和修正操作,对绿色发光元件进行一次。当该状态重复三次时,对蓝色发光元件进行一次检测和修正操作。换句话说,分别对红色、绿色和蓝色发光元件进行检测和修正操作的次数比为6∶3∶1。
在本实施例中,仅对一种发光元件进行检测操作,进行单次校准。因此,减小了检测操作所需的时间,并可减小与校准操作相关的由使用者感觉到的不舒服。根据发光元件的种类可加重检测和修正操作,尤其仅对显著变化的特定颜色进行校准。例如,在具有三个颜色RGB的LED中,红色发光元件由与蓝色或绿色发光元件不同的元件系统组成,特性通常是不同的。因此,通过给红色发光元件的校准更多的重视可有效地实施本发明。当接通电源时,校准所有的颜色,在流逝了预定时间段后仅仅再校准红色或一部分颜色,或者使用这些颜色校准的组合。由此可提高校准精度,同时可减小对使用者的影响。蓝色发光元件波动的影响小于绿色发光元件波动的影响。因此,可减小蓝色发光元件检测和修正操作的频率,并减小校准操作的频率,或给其他颜色的修正分配资源。
在本实施例中,描述了下述结构,即其中仅对一种发光元件进行单次检测操作,但本发明并不限于该结构,可对两种发光元件进行单次检测操作。发光元件校准操作的顺序和频率并不限于本实施例所述的,其可根据条件而适当修改。例如,可仅确定每个颜色发光元件校准的频率,并给实际执行引入随意性,例如次序、校准之间的时间段、或其他参数,由此因为即使假定情况是使用者感觉到了校准操作也可获得非预测能力,所以可减小不舒服。除此之外第十六个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十七个实施例。第十七个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源装置的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十七个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图27A到27G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图27A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图27B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图27C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图27D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图27E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图27F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图27G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
在第十七个实施例中,其中不使每个颜色的发光元件独立发光的事实与上述本发明第八个实施例的类似,如图27中所示。然而,在本实施例中,其中所有颜色都发光的恒定状态的检测结果用于校准的事实与上述第八个实施例是非常不同的,简化了控制电路。可比上述第八个实施例缩短校准时间。
在时间t1之前的预定时间中接通光源,如图27中所示。具体地说,接通所有类型的发光元件,但通过光传感器检测光量,并恒定地进行控制,从而与存储在控制电路中的预定参考数据做比较。时间t1之前的控制方法与在时间t3及之后的控制方法相同。因此之后将描述该控制方法。在时间t1处,断开蓝色发光元件,接通红色和绿色发光元件。使用光传感器进行检测操作,因为结果低于参考数据,所以增加绿色发光元件的光量。此时红色发光元件的光量保持恒定。接下来,在时间t2处,接通红色和蓝色发光元件。使用光传感器进行检测操作,因为结果高于参考数据,所以减小蓝色发光元件的光量。最后,在时间t3处,接通所有的发光元件。在该点处,使用时间t1到t3的结果接通绿色和蓝色发光元件,其中增加绿色发光元件的光量,减小蓝色发光元件的光量。然后检测整体光量,如果结果低于参考数据,则就增加红色发光元件的光量。在时间t3及之后,检测所有发光元件都接通的状态,控制红色发光元件。
在本实施例中,使用所有发光元件都接通的恒定状态的检测结果可减小必须的校准时间,因为可不使元件单独发光,所以可减小使用者感觉到检测操作的危险。尤其是在绿色和蓝色发光元件特性波动较小的情形中,使用利用一种光传感器的反馈控制可恒定地修正具有相对大的特性波动的红色发光元件,因此可获得较高的性能。因为不管在检测操作过程中同时点亮多个发光元件的事实,仅需在单个检测操作中控制修正一种发光元件,所以可简化控制电路。与上述实施例类似的方式,本实施例中恒定点亮的发光元件描述为红色发光元件,但本发明并不限于该结构。除此之外第十七个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十八个实施例。第十八个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第一个实施例的光源装置1和显示装置2相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十八个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图28A到28G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图28A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图28B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图28C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图28D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图28E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图28F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图28G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
第十八个实施例的特征是恒定地重复检测和修正操作,如图28中所示。由此可获得稳定的高性能控制。
显示面板的显示通常大约每16ms进行刷新。在一些高性能显示装置中,刷新时间是正常速率的两倍,例如8ms,但在本实施例中,在描述中使用16ms的情形作为例子。
液晶显示装置一般归为保持型显示装置。保持型显示装置是指下述显示装置,即其中刷新显示,然后将显示一直保持到进行下一个刷新。与该类型的显示装置相反,CRT等归为脉冲型显示装置。脉冲型显示装置是指下述显示装置,即其中刷新显示,然后仅在那一瞬间进行显示。CRT是脉冲型的原因是,电子束扫描任意像素的荧光体,仅瞬间发射光,当电子束辐射其他像素时被扫描的像素不再发光。一般认为脉冲型显示装置具有比保持型较高的视频可视能力。此外,一般为保持型显示装置的液晶显示装置通过即刻断开背光而显示了脉冲型性能,从而获得了较高的视频显示性能。本实施例的特征是采取即刻断开背光的操作,当发光元件从接通到断开时的一瞬间,使所有发光元件以时间顺序方式发光,然后进行检测和修正操作。
在时间t0处同时接通所有发光元件,如图28中所示。从t0到t1的时间段用于普通显示。该时间段例如设为10ms。在从t1到t2的时间段中进行红色发光元件的检测操作,在从t2到t3的时间段中类似地进行绿色发光元件的检测操作,在从t3到t4的时间段中进行蓝色发光元件的检测操作。这些检测操作与上述第一个实施例中的相同,但是时间段每个都设为1ms。从t4到t5的时间段是断开所有光源的时间段,该时间段设为3ms。在时间t5及之后接通所有光源,此时使用从t1到t4时间段的检测操作的结果。从t0到t5的时间段为16ms。通过重复进行该时间段,可以在将背光断开部分时间段的同时进行本发明的检测和修正操作。
在本实施例中,因为可在较短的时间段中恒定和重复地进行检测和修正操作,所以可获得较高的性能。尤其可有利地应用到专业设备、高质量液晶电视、以及需要较高性能的其他产品。因为可以以较短的周期进行基于检测结果的修正,所以使用者不会感觉到检测和修正操作,可以用较少类型的光传感器获得由现有技术中所述的方法获得的相同结果。然而,通过提供断开光源的时间段可修正光传感器。具体地说,通过检测暗电流或来自除光源之外其他元件的光,可进行高精度修正。
在本实施例中,描述了其中提供断开光源的时间段的结构,但这不是本发明的本质要求。根本不必提供断开光源的时间段,可提供暂时减小光量的时间段。换句话说,本实施例的本质是与显示面板中的显示刷新同步地进行光源的检测和修正操作。然而,显示的刷新和光源的检测及修正操作不必要求是一一对应的。例如,在每次刷新显示时可多次进行光源的检测和修正操作,并且该比率可任意被设置。此外,在显示刷新开始的时间和光源检测和修正操作的时间之间可具有延迟。换句话说,在光源检测和修正操作的周期与刷新显示的周期或刷新率之间具有固定的关系是很重要的,所述刷新率是显示面板的水平扫描频率。
在本实施例中,作为校准操作,描述了其中连续接通并检测红色、绿色和蓝色发光元件的情形,但本发明并不限于该结构,如其他实施例中所述,可使用同时接通多个类型的发光元件的方法。如上所述,本实施例非常有可能提供感觉不到校准操作的高质量显示装置。因此尤其需要使用者感觉不到时间顺序点亮发光元件的控制。因此,优选将在上面描述第十七个实施例中所述的方法,即通过使用点亮全部颜色的状态的检测结果来减小检测时间的方法、和上面第十六个实施例所述的方法,即在每个校准中改变照明顺序的方法组合。由此可减小校准操作的影响,并获得较高质量的显示。除此之外第十八个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第十九个实施例。第十九个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第七个实施例的光源装置16和显示装置26相同。然而,控制光源的方法是不同的。鉴于上述原因,将省略第十八个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图29A到29G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图29A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图29B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图29C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图29D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图29E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图29F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图29G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
特别地,第十九个实施例的特征是与上述第七个实施例的场顺序型液晶显示装置结合,增加了白色显示图像,如图29中所示。具体地说,在上述第七个实施例中,通过与快速闪烁红色、绿色和蓝色的光源同步地以时间顺序方式显示由红色、绿色和蓝色分量组成的图像来显示色彩。然而在第十九个实施例中,通过与快速闪烁红色、绿色、蓝色和白色的光源同步地以时间顺序方式显示由红色、绿色和蓝色分量组成的图像来显示色彩。这样,可减小电力,同时通过增加白色分量的图像显示可提高显示图像的亮度。减小了其中观察到颜色分离的色破裂现象。
在将要显示白色分量的图像的情形中,光源按时间顺序点亮绿色和蓝色发光元件,使用此时光传感器的检测结果修正光源。这是本实施例显著的特征。
从t1到t2的时间段是显示红色分量的图像的周期,该时间设为4ms。在显示面板上显示红色分量的图像,当完成显示时,接通红色发光元件。从t2到t3的时间段是显示绿色分量的图像的周期。在显示面板上显示绿色分量的图像,当完成显示时,接通绿色发光元件。从t3到t4的时间段是显示蓝色分量的图像的周期。在显示面板上显示蓝色分量的图像,当完成显示时,接通蓝色发光元件。每个时间段都设为4ms。在本实施例中,从t1到t4的时间段中不进行光源的检测操作。
接下来,从t4到t5的时间段是显示白色的图像的周期。在显示面板上显示白色分量的图像,当完成显示时,接通所有发光元件,从而产生了白色照明。此时,通过以时间顺序方式连续点亮红色、绿色和蓝色发光元件来发射白色照明。然后使用光传感器对该发射的检测结果对光源进行修正,在时间t5开始的显示操作中反映了该修正。重复从t1到t5时间段的操作,从而获得场连续型彩色显示。
在本实施例中,与上述第七个实施例形成对比,因为利用白色分量的显示,在较短的时间段中恒定重复地进行检测和修正操作,所以可获得较高的性能。尤其可有利地应用到专业设备、高质量液晶电视、以及需要较高性能的其他产品。因为可以以较短的循环进行基于检测结果的修正,所以使用者不会感觉到检测和修正操作,可以获得通过现有技术中所述的方法获得的相同结果,但使用了较少类型的光传感器。
与上述第七个实施例相同,在场连续型显示装置中,不需使用彩色滤色器就可显示色彩。因而,不仅可减小由彩色滤色器导致的来自光源的光的减少,还可减小工序数,从而提高产率,并获得较低的成本。此外,因为与使用彩色滤色器的情形相比,可使用1/3数量的像素就可获得彩色显示,所以提高了开口率。如上所述,在本发明中,通过以时间顺序发射光,可获得具有较少数量光传感器的高控制能力,但是因为场连续方式减小了光源的闪烁,所以本发明的应用很有潜力。
此外,在本实施例中,在显示白色分量的过程中同时点亮所有颜色的发光元件,可对单个颜色和所有颜色进行检测和修正操作。此外,不仅仅在白色显示过程中,而且还在其他颜色显示过程中可进行检测和修正操作。除此之外第十九个实施例的结构与上述第七个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第二十个实施例。第二十个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第七个实施例的光源装置16和显示装置26相同。仅仅是控制光源的方法不同。鉴于上述原因,将省略第二十个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图30A到30G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图30A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图30B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图30C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图30D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图30E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图30F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图30G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
如图30中所示,第二十个实施例涉及用于驱动上述第七个实施例中场连续型的液晶显示面板的方法,尤其特征在于清楚地进行光源校准操作,从而使使用者清楚地感觉到。具体地说,在第二十个实施例中,与上述第七个实施例相比,光源校准操作是不同的,尤其是很容易使使用者感觉到光源检测操作,由此设立了较长的检测时间段,使用者可感觉并享受光源的光发射图案。
如图30中所示,恰在时间t1之前的一个时间点处启动光源条件的检测操作。首先,点亮红色发光元件;然而,不是突然将其点亮,而是从断开状态逐渐增加光量。
当达到了预定条件时,进行检测光源条件的操作。接下来,恰在时间t2之前的一个时间点处,启动断开红色发光元件的操作,光量逐渐降低。然后,逐渐增加绿色发光元件的光量。当大致经过了时间t2时,彻底断开红色发光元件,绿色发光元件将已达到预定状态,于是进行检测光源条件的操作。从t1到t2的时间段设为大约10秒,不管场连续显示的内容,重复光源的闪烁。然后,对蓝色发光元件同样进行类似地检测操作。当显示返回到时间t4处的正常开始时,进行用于反应检测结果的光源驱动条件的修正,实现了场连续型彩色显示。可选地,在进行检测和修正操作时,从t1到t4的时间段可重复多次。给控制电路输入恢复正常显示的触发信号。
本实施例与常规检测操作的显著区别是,检测操作被设计为积极地吸引使用者。为此,设立了较长的时间段,光源的发光图案结合了装饰性的光发射,这是检测操作强制必须的。这样,可进行稳定的检测操作,以及获得高图像质量。此外,因为可获得高装饰性的印象,所以可给使用者提供视觉享受。此外,因为清楚地进行检测操作,所以可放心适当地进行校准。
个人计算机是使用本实施例的终端装置的一个例子。个人计算机一般设置有屏保功能,以阻止屏幕烧屏,通过与这种屏保一起伴随地使用本实施例地检测操作,可获得高装饰性地屏保。类似地,本实施例可装配在自动柜员机、自动贩卖机、或目标是不特定数量的使用者的其他终端装置,在当前没有使用者的情形中,可利用高装饰性的外观,以提高广告效果来吸引潜在的使用者。为此,修正在光源修正操作中的光发射图案以获得更具装饰性的图案是很重要的,为此,使用与显示面板的显示内容等同的光发射图案是有效的。利用从屏保操作返回正常操作的触发信号来从校准操作返回到正常显示。
这样,本实施例的显示装置不仅可用在装配有简单显示功能的终端装置中,而且还可用在装饰性外表很重要的装置中。个人终端装置中最流行的应用是对于折叠关闭的电话,设置在蛤壳型便携电话外部上的子显示器。
在本实施例中,描述了其中通过慢慢重复三个颜色光源闪烁的方式,背光以彩虹色方式变化的情形。然而,这仅仅是示例性的,本发明并不限于该结构。可实现更高装饰性的图案。此外,在使光源以较短循环闪烁的同时赋予装饰性的外观,可在场连续显示器中接近使用过程中的条件下进行光源检测操作。由此可获得较高的精确性。除此之外第二十个实施例的操作和效果与上述第七个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第二十一个实施例。第二十一个实施例的光源装置和显示装置的结构与上述第二个实施例的显示装置21和光源装置11相同。仅仅是控制光源的方法不同。鉴于上述原因,将省略第二十一个实施例结构的描述,将描述本实施例的显示装置的操作;即控制本实施例光源装置的方法。图31A到31H是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图31A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图31B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图31C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图31D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图31E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图31F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图31G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值,图31H具有在垂直轴上画出的透射型液晶显示面板的透射率。
如图31中所示,与第二个实施例相比,第二十一个实施例特征在于提供下述时间段,即其中断开光源,从而使光传感器检测外部光的时间段,并使显示面板的透射率变为较高级别。这样,可使用检测光源条件的光传感器检测外部照明的条件,可根据环境亮度修改光源设置,而不必提供单独用于外部光的传感器。
如图31中所示,直到时间t4,光源校准操作还与上述第二个实施例中相同。在本实施例中,在时间t4处,熄灭组成光源的所有发光元件。然后,为了显示面板变为高透射率状态,例如显示白色图像。因此,外部光透过显示面板,并通过光导板传播,从而入射到光传感器上。结果,光传感器可检测透过显示面板的外部光量。修正在时间t5开始的光源的操作,以反映时间t4之前外部光的检测结果和光源条件的检测结果。具体地说,在外部光的检测结果为较小值的情形中,确定环境条件为低亮条件,并降低光源的光量,从而使用者不必光看过度明亮的显示屏幕。另一方面,在外部光的检测结果为较大值的情形中,确定环境条件为较明亮,并增加光源的光量,以提高对使用者的可视能力。
在本实施例中,通过在光源和显示面板的控制过程中提供用于检测外部光的时间段,可产生适于服务环境的显示,不必提供检测外部光条件的光传感器。在环境很可能随使用者而变化的便携终端装置的情形中本实施例尤其有效。
在本实施例中,描述了在检测外部光的时间段过程中为了提高显示面板的透射率而显示白色图像。因为显示面板的透射率一般受到限制,所以优选在整个屏幕上产生白色显示,以增加穿过显示面板,通过光导板传播并达到光传感器的光量。此外,尽管描述了在光源检测操作之后进行外部光检测操作描述,但本发明并不限于该结构,可在外部光检测操作之后进行光源检测操作。在该情形中,通过在断开状态中使用具有高透射率的常白型的显示面板,在外部光检测操作过程中很容易控制显示面板。除此之外第二十一个实施例的操作和效果与上述第二个实施例的相同。
接下来,将描述本发明第二十二个实施例。图32是显示依照本实施例的显示装置的透视图。如图32中所示,第二十二个实施例的显示装置和光源装置的结构与上述第一个实施例的显示装置2和光源装置1稍微不同在于,除了检测光源光发射条件的光传感器4之外,还设置有用于检测外部光条件的光传感器43。这两种光传感器41,43都形成在透射型液晶显示面板74上,并使用显示面板上的薄膜晶体管形成。用于光源的光传感器41具有面对使用者的光阻层。由此可阻挡外部光,并可检测由光源发射的光。因为由于光阻层,使用者看不到该光源光传感器41,所以在图32中其由虚线表示。在一般的显示面板中,其上形成有薄膜晶体管的基板向着光源设置,而另一基板设置有光阻层,形成有用于阻挡像素边界区域的黑色矩阵。因此,可以与黑色矩阵同时形成用于阻挡外部光的光阻层,可减小工序数。具有光阻层的基板还具有形成在其上用于产生彩色显示的彩色滤色器。因此,通过使用该彩色滤色器,用于检测外部光的光传感器43由三种传感器,即用于红色、绿色和蓝色的传感器组成。因此光传感器可进行外部光的光谱检测。然而,与光源光传感器41相比,在传感器43面向光源一侧上不形成阻光层。因而,外部光传感器43是下述结构,即其受光源发射的光的高度影响。两种光传感器41,43通过形成在透射型液晶显示面板74上的配线连接到控制电路201。除此之外本实施例的结构与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述按上述方式组成的本实施例的显示装置的操作,即控制本实施例光源装置的方法。图33A到33H是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图33A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图33B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图33C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图33D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图33E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图33F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图33G具有在垂直轴上画出的光源光传感器输出结果的值,图33H具有在垂直轴上画出的外部光传感器的输出结果的值。
如图33中所示,在本实施例中,控制方法基于上述本发明第八个实施例中所述的。具体地说,提供了其中断开所有光源的时间段,在该时间段过程中,使用用于外部光的光传感器43检测外部光条件。通过提供其中断开所有光源的时间段,就不必将用于外部光的光传感器43设置在阻光层面对光源的一侧上,简化了结构。
如图33中所示,在时间t0处,同时接通所有类型的发光元件。从t0到t1的时间段是用于正常显示的时间段。接下来在从t1到t2的时间段中进行红色发光元件的检测操作;类似地,在从t2到t3的时间段中进行绿色发光元件的检测操作;类似地,在从t3到t4的时间段中进行蓝色发光元件的检测操作。使用光源光传感器41进行这些检测操作,但是因为光传感器41具有阻挡外部光影响的结构,所以可在不受外部光影响的情况下检测光源的条件。
从t4到t5的时间段是断开所有光源的时间段;在该时间段过程中,使用外部光传感器43检测外部光。图33H中显示了外部光传感器43输出结果的一个例子。附图描述了在三种颜色传感器组成光传感器43,尤其是设置红色滤色器的情形中,传感器的输出。如上所述,因为光传感器43缺少阻挡来自光源的光的结构,所以在从t1到t4的时间段过程中传感器将受到光源的影响,但是因为在从t4到t5的时间段过程中光源断开,所以可纯粹地检测外部光。在本实施例中,因为为了检测外部光条件,除了红色光传感器之外还设有绿色和蓝色光传感器,所以可将外部光进行光谱分离来确定色调。
在时间t5处开始,进行光源的修正,以反映在从t1到t4的时间段过程中检测光源条件的结果、从t4到t5的时间段过程中检测外部光条件的结果。反映外部光条件的一个方法是检测外部亮度,并在低亮度时,降低光源的光量,以使使用者不会感觉到过度的亮度,或者在高亮度时,增加光源的光量,以清晰地看到显示。尤其是,因为在本实施例中进行外部光的光谱检测,所以在暖色环境中可抑制光源的蓝色发光元件,以提供温暖的色调。因为人眼适应周围环境,所以对于相同给定的白色,如果环境光是偏蓝色的,则会感觉白色为微黄色,而如果环境照明为微黄色,则会感觉白色为蓝色,从而产生了不舒服的感觉。在本实施例中,因为可根据周围环境调整颜色色调,所以可减小部分使用者的不舒服。重复进行时间t0到t5的操作。
具体地说,在本实施例中,通过简单的设计,可以以反映外部光效果的方式进行修正,可获得高能力和低成本。
此外,通过在从t4到t5的时间段过程中进行外部光条件的检测操作可获得高精度的控制。商业电力一般具有50到60Hz级别的频率,与这种商业电力连接的荧光灯将以该频率重复闪烁。一般地,在大多数情形中,显示面板的帧频率也设为大约60Hz。这是因为人眼感觉不到光闪烁的极限频率接近60Hz。因此,在荧光照明的情况下进行本实施例操作的情形中,两个频率的干涉将产生新的问题。例如,在从t4到t5的时间段与荧光照明闪烁的明亮时间段一致的情形中,获得了完全不同的检测结果,其与该时间段与暗时间段一致的情形中相反。因此,在本实施例中,使用外部光传感器监测外部光的波动条件,在检测到周期的情形中,在检测到最亮结果时进行外部光的检测。这样,可可靠地确定外部照明条件。此外,为了阻止外部照明产生的杂散光与光源条件的检测相互影响,在外部照明最暗时进行光源的校准。由此可获得更高级别的精度。除此之外第二十二个实施例的操作和效果与上述第八个实施例的相同。
接下来,将描述本发明第二十三个实施例。图34是显示依照本实施例的显示装置的透视图。
如图34中所示,第二十三个实施例的显示装置20和光源装置10的结构与上述第一个实施例的显示装置2和光源装置1的显著不同在于,光传感器4设置在显示面板面对观察者的一侧上,而不是在面对光源装置的一侧上。具体地说,该设计可使光传感器4检测穿过显示面板的光。为此,在本实施例中,不仅可修正由光源装置,如光导板中随时间的变化而导致的色调变化,而且还可修正由显示面板随时间的变化,或者由温度的变化导致的色调变化。
因此,如此设计光传感器,即外部光不直接入射到传感器上。具体地说,光传感器的光入射面面向显示面板设置。为了检测穿过显示面板的光,在显示面板的框架部分中设置透光孔。该孔设计成能检测通过穿过该孔的方式穿过显示面板主要部分,即液晶、偏振片等的光。为了使该孔透光,优选使用常白型的显示面板。因为仅透射来自光源的光的孔是可接受的,所以还可通过在显示面板相应区域上设置专门的电极图案来实现,并可进行提高透射率的操作。除此之外本实施例的结构与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述按上述方式组成的本实施例的显示装置的操作,即控制本实施例光源装置的方法。图35A到35G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图35A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图35B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图35C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图35D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图35E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图35F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图35G具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值。
如图35中所示,在该第二十三个实施例中,校准操作大致与上述第一个实施例类似。尤其是,因为将显示面板中的变化添加在光传感器的输出结果上,所以可根据这些输出结果控制光源。
在本实施例中,可检测并修正显示由于显示面板的变化而导致的色调的变化,可用较简单的设计检测与使用者注意到的类似的光。除此之外第二十三个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明第二十四个实施例。图36是显示依照本实施例的显示装置的透视图;图37是显示作为显示装置组成元件的透明/散射切换元件的横截面图。如图36中所示,依照第二十四个实施例的显示装置221和光源装置101的结构与依照上述第一个实施例的显示装置2和光源装置1不同在于,设置透明/散射切换元件122作为组成元件。在光从光导板3进入的光存在于其相反侧上的时间过程中,透明/散射切换元件122在散射光的状态和透射而不散射光的状态之间切换。光导板3的光出射表面3b设置有全息图案,以提高在法线方向上输出光的方向性。结果,可从光导板3出射在光出射表面3b法线方向上具有较高方向性的光。具体地说,如此设计本实施例中的光源装置,即使用透明/散射切换元件的散射切换功能,以下述方式输出从光导板出射的高方向性的光,即从光源装置输出的光的角范围是可变的。此外,通过使用该光源装置,显示装置可具有变化的可视视角。控制电路201具有驱动和控制透明/散射切换元件122的功能。光传感器4设置在透明/散射切换元件122面对显示面板的一侧上,并检测穿过透明/散射切换元件122的光。
图37是显示设置在光导板3的光出射表面上的透明/散射切换元件122的横截面图。在透明/散射切换元件122中,彼此平行设置一对透明基板109,该对透明基板109相对的面每个都具有设置在其上的电极110,从而覆盖透明基板109的表面。在该对透明基板109之间,即在电极110之间夹持有PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal,聚合物分散液晶)层111。PDLC层111包含通过聚合物矩阵111a分散的液晶分子111b。例如通过曝光和固化液晶材料及光固化树脂的混合物来形成PDLC层111。
在透明/散射切换元件122中,通过一对电极110给PDLC层111施加电压,可改变PDLC层111内液晶分子111b的取向。例如,当不给PDLC层施加电场时,聚合物矩阵和液晶分子的表观折射率不同,由此输入光被散射,并在散射方向上输出光。另一方面,当给PDLC层施加电场时,聚合物矩阵和液晶分子的表观折射率大致一致,所述层呈现出透明状态,其中输入光被没有散射地输出。这样,透明/散射切换元件122散射或传输输入光并将其输出给显示面板。除此之外本实施例的结构与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述如上组成的本实施例的显示装置的操作,即控制本实施例光源装置的方法。图38A到38G是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图38A具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED红色元件的电流,图38B具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED绿色元件的电流,图38C具有在垂直轴上画出的由光源驱动电路发送给RGB-LED蓝色元件的电流,图38D具有在垂直轴上画出的RGB-LED红色元件的光发射强度,图38E具有在垂直轴上画出的RGB-LED绿色元件的光发射强度,图38F具有在垂直轴上画出的RGB-LED蓝色元件的光发射强度,图38G画出了透明/散射切换元件的模糊值,图38H具有在垂直轴上画出的光传感器输出结果的值;尤其是,显示了从窄视角情况切换到了宽视角情况的例子。
现在将描述控制光源装置的方法。这之前将描述光源装置的操作,即给从光源装置输出的光提供可变视角范围的操作。首先,将讨论窄视角范围照明的情形。从光导板3输出的高方向性的光输入到透明/散射切换元件122。此时,因为透明/散射切换元件122处于施加电压的透明状态中,所以该高方向性的光直接透过,而没有被透明/散射切换元件122散射。就是说,光从透明/散射切换元件122输出,同时保持较高的方向性。具有较高方向性分布的光输入到显示面板7,施加图像,且输出所述光,其较高方向性没有变化。结果,可仅在较窄角范围内观看显示装置,在较窄视角的情况下显示了图像。
接下来,描述宽视角照明的情形。从光导板3输出的高方向性的光输入到透明/散射切换元件122。此时,因为透明/散射切换元件122处于未施加电压的散射状态中,所以该高方向性的光被透明/散射切换元件122均匀地散射,变为在宽视角范围上分布。就是说,光被透明/散射切换元件122散射,降低了方向性,成为宽角的光。该较宽分布的光输入到显示面板7,施加图像,且输出宽角的光。结果,可在较宽角范围上观看显示装置,在较宽视角的情况下显示了图像。
一般地,在具有微型结构,如PDLC层并通过该微型结构的折射率分布来散射光的元件中,散射光的范围依赖于光的波长,较短波长的光散射更加强烈,较长波长的光散射更加困难。具体地说,在透明/散射切换元件处于散射状态的情形中,蓝色光更容易散射,而红色光很难散射,从而从透明/散射切换元件输出的光具有较低比例的蓝色,呈现出微黄色。这样,从透明/散射切换元件输出的光的色调依赖于透明度。
在透明/散射切换元件的透明度切换了的情形中,必须也调整光源的光量。这是因为,在宽视角状态中,从光导板输出的高方向性的光必须在各种方向上散射。具体地说,如果在窄视角状态和宽视角状态中光源的光量相同,则宽视角状态中的前方亮度将低于窄视角状态中的前方亮度。同时,对于位于在前方向上的主要使用者来说,优选在窄视角显示和宽视角显示之间亮度没有变化。因此,为了避免从窄视角显示切换到宽视角显示过程中前方亮度的下降,必须增加光源的光量,从而不减小前方亮度。
此外,当从宽视角显示切换到窄视角显示时,为了避免感觉到前方亮度增加,要降低光源的光量。这样,在窄视角显示和宽视角显示之间切换不仅需要在透明和散射状态之间切换透明/散射切换元件,而且还需要同时切换光源发射的光量。然而,当切换光源发射的光量时,光源的特性会发生变化,光源发射的光的色调也会变化。
这样,当在窄视角显示和宽视角显示之间切换时,穿过透明/散射切换元件的光谱会发生变化,光源发射的光谱也会变化。因此,在本实施例中,依照本实施例控制光源装置是很重要的。
如图38中所示,在时间t1之前,保持窄视角状态,透明/散射切换元件具有较低的模糊值。就是说,透明/散射切换元件处于透明状态中。此时,组成光源的发光元件在指定的条件下发光。当随后在时间t1处将窄视角状态切换到宽视角状态时,修改驱动条件,从而使透明/散射切换元件现在表现出较高的模糊,并呈现出散射状态。之后进行每个颜色的发光元件的检测操作。因为光传感器设置在透明/散射切换元件的光出射表面上,所以利用本发明的分时检测方法还可检测由模糊等导致的光谱变化。具体的检测操作,即在从t1到t4的时间段过程中的检测操作与上述第一个实施例中的类似,将省略其描述。从时间t4处开始,应用所述检测结果可建立已经进行色调修正的宽视角状态。当从宽视角状态切换到窄视角状态中也进行类似的操作。
在本实施例中,通过使用具有散射可切换度的透明/散射切换元件,可获得具有可切换视角的显示装置,从而获得具有可切换照明角度范围的光源装置或显示面板。通过与透明/散射切换元件的切换同步地进行光源装置的校准操作,可检测和修正在切换视角范围过程中的显示色调。
在本实施例中,描述了其中三个颜色,红色、蓝色和绿色发光元件的情形。然而,本发明并不限于该结构,代替地,可组合使用第十个实施例的白色BY-LED和蓝色BY-LED。
本发明中使用的透明/散射切换元件并不限于PDLC层,可使用能在透明状态和散射状态之间切换的任何元件。例子包括使用聚合物网络液晶(PNLC)的元件、和使用动态散射(DS)的元件。此外,可使用不存在施加电压时呈现散射状态、在施加电压时呈现透明状态的层,作为上述的PDLC层。这样,在散射入射光的状态中,透明/散射切换元件将不会消耗电力,因而可将相应量的电力分配给背光光源,当在散射状态中时很容易提高光源装置的亮度。然而,使用下述PDLC层也是可以接受的,即在没有施加电压时呈现透明状态,在施加电压时呈现散射状态。通过在施加电压时通过曝光固化来制造这种PDLC层。在便携信息终端中,这消除了在频繁使用的窄视角模式中给PDLC层施加电压的必要,从而抑制了电力消耗。可使用胆甾型液晶、铁电型液晶等作为PDLC层的液晶分子。这些液晶具有记忆力,即即使在断开电流之后,液晶也可继续保持通过施加电流而产生的取向。可通过使用这种PDLC层减小电力消耗。
尽管使用了各种透明/散射切换元件,但一般高速切换光源。因此优选在透明/散射切换元件切换之后进行与切换视角状态相关的校准操作,从而可获得更精确的校准。
此外,本发明的校准操作可用于抑制在通过透明/散射切换元件控制视角过程中导致的色调变化现象,但本发明并不限于该实施例。
与上述第四个实施例中披露的一样,可使用形成在显示面板上的薄膜晶体管组成本实施例中的光传感器。因为显示面板位于透明/散射切换元件正上方,所以有利地进行该设计,并可减小厚度,并可通过减小部件数而降低成本。
在该情形中,优选在光传感器的观察者一侧上形成阻光层,以阻止外部光入射到光传感器。尤其是在在显示面板的框架部分中形成光传感器的情形中,这可通过在组成显示面板的两个基板中面向光源的基板上形成光传感器,并在面向观察者的基板上形成阻光层来实现。形成在面对观察者的基板上的阻光层与阻挡像素边界区域的黑色矩阵同时形成,从而不需要额外的工序。
本实施例还设置有光束方向调整元件,用于进一步提高输入到显示面板的光的方向性。在透明/散射切换元件处于透明状态的情形中采取该方案。这种光束方向调整元件的一个例子是由在平行于表面的方向上以交替方式设置的透射光的透明区域以及吸收光的吸收区域组成的百叶窗。例如,通过在光导板的光出射表面上设置该百叶窗,可减小在宽角方向上传播的光,因而可在窄视角显示过程中抑制在倾斜方向上的漏光,并提高阻止其他人偷看的效果。此外,通过设置光传感器来检测穿过百叶窗的光,也可修正由百叶窗随时间变化而导致的色调变化。除此之外第二十四个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述本发明的第二十五个实施例。图39是显示依照本实施例的显示装置的透视图,图40是显示显示装置组成元件的光源、光传感器和扩散片的位置的顶视图。如图39中所示,依照第二十五个实施例的显示装置212和光源装置102的结构与依照上述第一个实施例的显示装置2和光源装置1显著不同在于,使用直下型的光源。具体地说,在上述第一个实施例中,在显示面板显示区域的后表面上没有设置光源,而在本实施例中,光源设置在显示区域的后表面上。因而,代替光导板3而使用扩散片31。扩散片31具有下述作用,即由设置在后表面上的光源51发射的光在显示表面上呈现出均匀状态。光传感器4靠近光源51设置。光源51和光传感器4每个都以一组设置。在每组中,光传感器可主要检测与该传感器成对的光源的状态。这是因为从光源输出的一些光束被扩散片反射,并输入到组成所述对的光传感器。光源是由三个颜色,红色、绿色和蓝色的发光元件组成的顶视型RGB-LED。
图40是顶视图,即呈现给观察者的视图,显示了显示装置组成元件的光源、光传感器和扩散片的位置。如图40中所示,以矩阵排列方式总共设置有六组,即水平方向上两组,垂直方向上三组,每组都由光源51和光传感器4组成。在本实施例中,设置在左上的一组确定为位于行1,列1;位于右下的一组确定为位于行3,列2。该设置是这样的,即可按顺序通过第一行、第二行和第三行进行扫描。每行的光源和光传感器组设计成与类似于前述第八个实施例来操作。除此之外本实施例的结构与上述第一个实施例的相同。
接下来,将描述如上组成的本实施例的显示装置的操作,即控制本实施例光源装置的方法。图41A到41C是显示依照本实施例的光源装置的色调修正操作的定时图,其中每个图的水平轴为时间,图41A具有在垂直轴上画出的位于行1,列1处的光传感器的输出值,图41B具有在垂直轴上画出的位于行2,列1处的光传感器的输出值,图41C具有在垂直轴上画出的位于行3,列1处的光传感器的输出值。
如图41中所示,每行的光源/光传感器组都以与前述第八个实施例相同的方式进行检测和修正操作。每行都以等于检测操作1/3周期的滞后而操作。具体地说,一旦第一行的组在时间t0处接通,则第二行的组就在滞后1/3周期的时间t1处接通。然后,第三行的组在滞后1/3周期的时间t2处接通。这样,可对每行单独进行校准操作。以预定定时与显示面板水平方向的扫描同步地驱动光源的扫描。
在本实施例中,使用直下型的光传感器和光源可扫描光源并可比之前所述第八个实施例更大程度地提高图像质量。这是因为如本实施例中实践的,部分断开屏幕可比一次断开整个屏幕的方法使使用者更少注意到屏幕闪烁。另一方面,因为引入了黑色状态,所以没有损失运动显示能力。此外,可使用高输出型的直下型光源,因此可获得高亮度的显示屏幕。除此之外第二十五个实施例的操作和效果与上述第一个实施例的相同。
尽管可单独进行这里所述的实施例,但还可适当组合地进行。具体地说,可取出每个实施例的要点并以适当方式组合,或者根据条件安装并切换实施例中披露的多个校准方法。
本发明可有利地用作例如移动电话、PDA、游戏机、数码照相机、摄像机、视频播放器和其他移动终端装置中的显示器件;或用作例如笔记本型个人计算机、自动柜员机和自动贩卖机的终端装置中的显示器件。