CN101230957B - 背光装置、背光控制方法和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制背光的背光装置，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断发光设备的光发射的开关设备，所述划分发光区域使得各个区域的发光辉度可以不同，该背光装置包括：发光辉度控制装置；电流值存储装置；以及电流控制装置。

Description

背光装置、背光控制方法和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及背光装置、背光控制方法和液晶显示装置。

背景技术

液晶显示器(LCD)装置通常包括着色为红(以下简称为R)、绿(以下简称为G)和蓝(以下简称为B)的彩色滤光片衬底，具有液晶层的液晶面板，和被置于液晶面板的后面一侧的背光。

在液晶显示装置中，通过改变电压来控制液晶层的液晶分子的扭转(twist)，然后，当响应于液晶分子的扭转，穿过液晶层的背光的白光穿过R、G或B的彩色滤光片时，该白光被转换为R、G或B光从而显示影像。

应注意，改变电压以控制液晶分子的扭转从而改变光的透射因数在下文中称作对液晶透射因数的控制。此外，从作为光源的背光发射的光的辉度(luminance)在下文中称作“发光辉度”，并且从液晶面板的前面发射的光的辉度，即注视显示在液晶显示装置上的影像的观众感受到的光强，在下文中称作“显示辉度”。

过去例如将冷阴极荧光放电灯(以下称作CCFL)或白光LED(发光二极管)用作液晶显示装置的背光光源。将CCFL或白光LED用作背光光源的液晶显示装置存在这样的问题：在根据CIE(国际照明委员会)1931色度系统的xy色度图上，由R、G和B的三个顶点(apex)形成的三角形面积所代表的颜色再现范围比CRT(阴极射线管)显示单元的颜色再现范围小。

作为针对此问题的对策，例如在日本专利No.3766042(以下称作专利文献1)中公开了一种液晶显示装置，其中将R、G和B LED用作背光光源以扩大颜色的再现范围。

在专利1文献中公开的液晶显示装置中，背光包括多个LED块，每个LED块由R、G和B LED构成。在每个LED块中，调整待供应到R、G和B LED的电流的电流值使得色温等于代表白光的预定的特定值。此外，调整待供应到每个LED块的R、G和B LED的电流的电流值使得所有的LED块具有相等并最大的发光辉度。因此，在背光的整个面积上实现了相等色温和最大辉度的发光。

然而，在专利文件1中公开的液晶显示装置的背光存在这样的问题：功率消耗高并且显示辉度的对比度(contrast ratio)低。这是因为，由于通常用均匀并且最大的辉度照亮液晶显示面板的整个屏幕，所以例如在显示较暗影像的情况下背光也发射具有最大发光辉度的光。

因此，为了降低功耗，已经提出了一种方法，其中通常并不是用均匀并且最大的辉度照亮液晶显示面板的整个屏幕，而是将背光的发光区域划分为多个区域并且每个区域的发光辉度响应于影像的辉度分布而不同。例如在日本专利特开No.2004-212503(以下称作专利文献2)或在日本专利特开No.2004-246117(以下称作专利文献3)中公开了这种方法。

发明内容

然而，存在这样的可能性：例如如果将专利文献1中的液晶显示装置应用于在专利文献2或3中公开的方法，使得专利文献1的背光的LED块分别与通过划分发光区域而形成的划分区域相对应，并且LED块的发光辉度响应于区域中影像的辉度分布而不同，也就是说，如果用电流值执行对白色度(whiteness)的控制以及对发光辉度的控制，那么对电流值的控制复杂化，并且根据LED之间特性的不同，可能出现这样的情况：相邻区域的光被混合使得发射不同于白光的彩色光。

因此，期望提供一种使得光能够以相等的白色度从发光区域的整个面积中发射并同时实现低功耗的背光装置、背光控制方法和液晶显示装置。

根据本发明的实施例，提供了一种用于控制背光的背光装置，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每一个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断发光设备的光发射的开关设备，以使得每个区域的发光辉度可以不同。该背光装置包括以下部件：发光辉度控制部件，配置该发光辉度控制部件用于变化待供应到每个区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度；电流值存储部件，配置该电流值存储部件用于为每个区域存储待供应到红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，所述电流值被确定使得来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值；以及电流控制部件，配置该电流控制部件用于控制待供应到每个区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于在电流值存储部件中存储的电流值。

该背光装置还可包括电流值确定部件，配置该电流值确定部件用于基于来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度，确定用于每个区域的电流值。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于执行控制背光的背光控制处理的背光控制方法，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每一个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断发光设备的光发射的开关设备，以使得每个区域的发光辉度可以不同。该背光控制方法包括以下步骤：变化待供应到每个区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度；并且控制待供应到每个区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于使来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值所使用的电流值。

根据本发明的另一实施例，提供了一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括背光，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每一个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断发光设备的光发射的开关设备，以使得每个区域的发光辉度可以不同。该液晶显示装置还包括发光辉度控制部件，配置该发光辉度控制部件用于变化待供应到每个区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度。该液晶显示装置还包括电流值存储部件，配置该电流值存储部件用于为每个区域存储待供应到红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，所述电流值被确定使得来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值。该液晶显示装置还包括电流控制部件，配置该电流控制部件用于控制待供应到每个区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于在电流值存储部件中存储的电流值。

在所述背光装置、背光控制方法和液晶显示装置中，变化待供应到开关装置的脉冲信号的脉宽以控制通过划分发光区域而形成的每个划分区域的发光辉度。此外，控制待供应到红、绿和蓝发光设备的电流的电流值使得来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值。

通过使用所述背光装置、背光控制方法和液晶显示装置，可从发光区域的整个面积上发射具有相等白色度的光，同时实现了低功耗。

通过结合附图的以下描述和随附权利要求书，上述和其他的目的、特征以及优点将变得清楚，在附图中用类似标号表示类似部件或元件。

附图说明

图1是示出应用了本发明的液晶显示装置的配置示例的框图；

图2是示出液晶显示装置的背光和光源控制电路的详细配置示例的框图；

图3是示出由液晶显示装置执行的LUT产生处理的流程图；

图4是示出在LUT产生处理中使用的LUT的示例的表格；

图5是示出在LUT产生处理中使用的LUT的另一示例的表格；

图6是示出由液晶显示装置执行的背光控制处理的流程图；

图7是示出应用到液晶显示装置中的LED的电流值的示例的示图；

图8和图9是示出由液晶显示装置执行的不同的LUT产生处理的流程图。

具体实施方式

在详细描述本发明的优选实施例之前，以下描述在随附权利要求书中陈述的一些特征与优选实施例的具体元件之间的对应关系。然而，该描述仅用于确认在对本发明的实施例的描述中公开了如在权利要求书中陈述的支持本发明的具体元件。因此，即使在以下描述中未将在对实施例的描述中陈述的某个具体元件作为某一特征来陈述，这也并不意味着该具体元件与该特征不对应。相反，即使将某个具体元件作为与某一特征相对应的元件来陈述，这也并不意味着该元件与除该特征外的任何其他特征不相对应。

根据本发明的实施例，提供了一种用于控制背光(例如图1的背光12)的背光装置(例如图1的光源控制电路32)，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每一个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备(例如图2的LED 51R、51G和51B)和用于接通或切断发光设备的光发射的开关设备(例如图2的开关设备53)，以使得每个区域的发光辉度可以不同，该背光装置包括以下部件：发光辉度控制部件(例如图2的辉度控制部件61)，配置该发光辉度控制部件用于变化待供应到每个区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度；电流值存储部件(例如图2的存储器73)，配置该电流值存储部件用于为每个区域存储待供应到红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，所述电流值被确定使得来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值；以及电流控制部件(例如图2的电流控制部件74)，配置该电流控制部件用于控制待供应到每个区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于在电流值存储部件中存储的电流值。

该背光装置还包括电流值确定部件(例如图2的电流值确定部件75)，配置该电流值确定部件用于基于来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度，确定用于每个区域的电流值。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于执行控制背光的背光控制处理的背光控制方法，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每一个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断发光设备的光发射的开关设备，以使得每个区域的发光辉度可以不同，该背光控制方法包括以下步骤：变化待供应到每个区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度(例如图6的步骤S32和S33)；并且控制待供应到每个区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于使来自红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值所使用的电流值(例如图6的步骤S31)。

以下，将参考附图描述本发明的实施例。

图1示出应用了本发明的液晶显示装置的配置示例。

参考图1，根据本发明的液晶显示装置1包括液晶面板11，被置于液晶面板11的后面一侧的背光12，液晶面板11又包括着色为红(R)、绿(G)和蓝(B)的彩色滤光片衬底和液晶层。液晶显示装置1还包括用于控制液晶面板11和背光12的控制部件13，和用于向液晶显示装置1的组件供电的电源供给部件14。

液晶显示装置1在其预定的显示区域(显示部件21)中显示与输入影像信号对应的原始影像。应注意，输入液晶显示装置1的影像信号例如与具有60Hz的帧频的影像(以下将这样的影像称作场影像)对应。

液晶面板11包括其上排列了多个开口(opening)的显示部件21，和用于向设置在显示部件21的开口处的未示出的晶体管(TFT：薄膜晶体管)发送驱动信号的源极驱动器22和栅极驱动器23，所述多个开口用于让来自背光12的光从中穿过。

应注意，由在未示出的彩色滤光片衬底上形成的R、G或B的彩色滤光片将穿过每个开口的光转换为R、G或B光。三个开口(穿过它们发射R、G和B光)的组合对应于显示部件21的一个像素，并且这些开口(穿过它们发射R、G和B光)的每一个用作形成该像素的子像素。

背光12在与显示部件21对应的其预定发光区域中发射白光。背光12的发光区域被划分为多个区域，针对每个所述区域控制发光。

在本实施例中，背光12的发光区域包括这样的划分区域A₁₁到A₅₆，其中在水平方向上排列五个区域并在垂直方向上排列六个区域。背光12具有分别与区域A₁₁到A₅₆对应的光源BL₁₁到BL₅₆。

被置于区域A_ij中的光源BL_ij(i＝1到5，j＝1到6)例如包括LED(发光二极管)，所述LED是用于发射R、G和B光的发光设备并且以预定顺序排列。光源BL_ij发射通过基于从光源控制电路32供应的控制信号混合R、G和B光而得到的白光。从光源控制电路32供应的控制信号是具有脉宽W的脉冲信号。

应注意，并不是通过使用隔板(partition plate)或类似物物理地划分背光12的发光区域来形成区域A₁₁到A₅₆的，而是通过将发光区域虚拟地划分为分别与光源BL₁₁到BL₅₆对应的区域来形成区域A₁₁到A₅₆的。因此，虽然通过未示出的偏光片或类似物漫射从光源BL_ij输出的光使得所述光不仅照射在与光源BL_ij对应的区域A_ij上而且照射在区域A_ij周围的区域上，但是为了简化描述，在本实施例中假设从光源BL_ij获得区域A_ij所必需的显示辉度Areq_ij。

控制部件13包括用于控制液晶面板11的液晶面板控制电路31，和用于控制背光12的光源控制电路32。

与场影像对应的影像信号被从另一装置供应到液晶面板控制电路31。液晶面板控制电路31根据供应给它的影像信号确定场影像的辉度分布。然后液晶面板控制电路31根据场影像的辉度分布计算每个区域A_ij所必需的显示辉度Areq_ij。

此外，液晶面板控制电路31计算用于设定光源BL_ij的发光辉度的辉度设定值BLset_ij和设定色阶(setting gradation)S_data，该设定色阶S_data是用于根据区域A_ij所必需的显示辉度Areq_ij确定像素的液晶透射因数的八比特的值。设定色阶S_data被作为驱动控制信号供应到液晶面板11的源极驱动器22和栅极驱动器23，同时辉度设定值BLset_ij被供应到光源控制电路32。

光源控制电路32基于从液晶面板控制电路31供应到它的辉度设定值BLset_ij设定脉宽W，并将具有脉宽W的脉冲信号供应到背光12。因此，被置于背光12的区域A_ij中的光源BL_ij发射具有与辉度设定值BLset_ij对应的发光辉度的光。

此外，光源控制电路32存储为每个光源BL_ij的每个R、G和B LED确定的使得所有光源BL₁₁到BL₅₆具有相等的白色度(色温)和相等的发光辉度的电流值。此外，光源控制电路32控制待从电源供给部件14供应到背光12的电流值使得白色度和发光辉度与电流值对应。

应注意光源控制电路32与背光12一起形成背光装置。

电源供给部件14将电力供应到液晶面板11、背光12和控制部件13。

图2是示出背光12和光源控制电路32的详细配置的原理框图。

参考图2，在背光12的区域A_ij中，设置了发射R光的LED 51R、发射G光的LED 51G、发射B光的LED 51B、用于测量发光辉度的辉度测量部件52和开关设备53。

光源控制电路32包括辉度控制部件61和色度(chromaticity)控制部件62。辉度控制部件61包括脉宽确定部件71和脉冲生成部件72，并执行PWM(脉宽调制)控制以分别控制区域A₁₁到A₅₆的发光辉度。色度控制部件62包括存储器73、电流控制部件74和电流值确定部件75，并执行PAM(脉幅调制)控制以分别控制将要从区域A₁₁到A₅₆中发射的光的色度。

区域Aij包括多个由用于R的LED 51R，用于G的另一LED 51G和用于B的另一LED 51B构成的组，并且电源供给部件14可将具有彼此不同的电流值的信号分别供应给LED 51R、51G和51B。

辉度测量部件52例如包括光电二极管。辉度测量部件52测量通过混合红、绿和蓝光而形成的白光的发光辉度，并将测量结果供应到电流值确定部件75。开关设备53例如由FET(场效应晶体管)形成，并且，如果从脉冲生成部件72供应了具有预定电平的信号，则开关设备53用作将电流施加到LED 51R、51G和51B的开关。LED 51R、51G和51B发射具有对应于供应给它们的电流值的辉度的光。

应注意，对于背光12的一个区域A_ij而言，可为LED 51R、51G和51B中的每一个设置一个开关设备53，或者可为LED 51R、51G和51B中的每一个设置多个开关设备53。此外，辉度测量部件52可在区域A_ij中预定的一点处或在区域A_ij中的多个点处执行测量。因此，对在区域A_ij中设置的LED 51R、51G和51B，辉度测量部件52以及开关设备53的数目不作具体限制。

从液晶面板控制电路31供应的辉度设定值BLset_ij被供应到辉度控制部件61的脉宽确定部件71。脉宽确定部件71响应于从液晶面板控制电路31供应到它的辉度设定值BLset_ij，确定待供应给区域A_ij中的开关设备53的脉冲信号的脉宽W。在此，脉宽W代表脉冲信号的高电平(High电平)区间的宽度。脉冲生成部件72生成具有由脉宽确定部件71确定的脉宽W的脉冲信号，并将脉冲信号供应到区域A_ij中的开关设备53。

存储器73存储LUT(查找表)，在LUT中区域A₁₁到A₅₆和供应到这些区域的LED 51R、51G和51B的电流值彼此关联。在LUT中存储的每个电流值是这样的值，通过使用该值当区域A_ij中的LED 51R、51G和51B发射相应颜色的光时通过混合R、G和B光而得到的光在区域A₁₁到A₅₆中具有相等的白色度和相等的发光辉度。

电流控制部件74基于存储在存储器73中的电流值，控制待从电源供给部件14供应到区域A_ij的LED 51R、51G和51B的电流的值。具体地，电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应到区域A_ij的LED51R、51G和51B的电流的值等于在存储器73的LUT中存储的相应电流值。此外，电流控制部件74还可控制电源供给部件14使得待供应到区域A_ij的LED 51R、51G和51B的电流的值等于由电流值确定部件75指定的电流值。

电流值确定部件75确定待从电源供给部件14供应到区域A_ij的LED51R、51G和51B的电流的电流值，使得区域A₁₁到A₅₆具有相等的白色度和相等的发光辉度。应注意，待供应到LED 51R、51G和51B中每一个的电流的值在下文中有时被称作LED电流值。

具体地，电流值确定部件75将电流值指定给电流控制部件74，使得其获取当LED 51R、51G和51B发射与指定电流值一致的光时的色度和发光辉度。用诸如色度计之类的另一装置来测量当LED 51R、51G和51B发光时的色度，并且该色度被供应到电流值确定部件75。另一方面，将当LED 51R、51G和51B发光时的发光辉度供应到辉度测量部件52。电流值确定部件75将LED电流值变化为不同的值并确认与不同的值对应的色度，从而确定使色度等于预定白色度(以下称作基准白色度)所使用的LED电流值I_Rij、I_Gij和I_Bij。通过针对所有区域A₁₁到A₅₆执行刚才描述的处理，将在区域A₁₁到A₅₆中发射的光的白色度值彼此相等。

然而，区域A₁₁到A₅₆中的发光辉度尚未彼此相等。因此，电流值确定部件75随后从区域A₁₁到A₅₆之中选择预定区域作为基准区域，例如从区域A₁₁到A₅₆中选择具有最高的发光辉度的区域。然后，电流值确定部件75计算用于将其他区域的发光辉度调整到基准区域的发光辉度的系数K_ij。

具体地，电流值确定部件75以预定的放大率K_ij增大确定的LED电流值I_Rij、I_Gij和I_Bij从而确定待供应到LED 51R、51G和51B的电流的值，因此确定使从辉度测量部件52供应的区域A_ij的发光辉度等于基准区域中的发光辉度所使用的LED电流值I’_Rij、I’_Gij和I’_Bij。

因此，待供应到区域A_ij中的LED 51R、51G和51B的电流的值可分别表示为I’_Rij＝I_Rij×K_ij、I’_Gij＝I_Gij×K_ij和I’_Bij＝I_Bij×K_ij，通过使用所述电流值白色度和发光辉度在背光12的所有区域A₁₁到A₅₆中相等。应注意，基准区域的系数K_ij是1。

电流值确定部件75将以如上所述的这种方式确定的LED电流值I’_Rij＝I_Rij×K_ij、I’_Gij＝I_Gij×K_ij和I’_Bij＝I_Bij×K_ij作为LUT存储到存储器73中，通过使用所述电流值白色度和发光辉度在区域A₁₁到A₅₆中相等。

参考图3的流程图描述用于产生待存储到存储器73中的LUT的LUT产生处理。例如，将该处理作为在制造液晶显示装置1时的初始化处理执行。

参考图3，首先在步骤S11，脉宽确定部件71将预先确定的脉宽W作为色度调整时的脉宽供应到脉冲生成部件72。脉冲生成部件72生成具有从脉宽确定部件71供应给它的脉宽W的脉冲信号，并将脉冲信号供应给区域A_ij的开关设备53。

此外，在步骤S11，色度控制部件62将与区域A₁₁到A₅₆中的预定区域A_ij中用于G的LED 51G对应的电流值设定为预定值I_G0。具体地，电流值确定部件75将电流值I_G0作为待供应到区域A_ij的LED 51G的LED电流值指定给电流控制部件74。电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应给区域A_ij的LED 51G的LED电流值等于电流值I_G0。

在步骤S12，色度控制部件62将待供应到区域A_ij中用于R的LED51R的电流值设定为预定值I_Rij。具体地，电流值确定部件75将电流值I_Rij作为待供应到区域A_ij的LED 51R的LED电流值指定给电流控制部件74。然后，电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应给区域A_ij的LED 51R的LED电流值等于电流值I_Rij。

在步骤S13，色度控制部件62将待供应到区域A_ij中用于B的LED51B的电流值设定为预定值I_Bij。具体地，电流值确定部件75将电流值I_Bij作为待供应到区域A_ij的LED 51B的LED电流值指定给电流控制部件74。电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应给区域A_ij的LED51B的LED电流值等于电流值I_Bij。

在步骤S14，电流值确定部件75判断来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度是否等于基准白色度。

在存储器73中，指示基准白色度的数字值被存储为例如根据CIE1931色度系统的xy色度图的(x，y)坐标，所述基准白色度是使来自LED51R、51G和51B的光的白色度在背光12的整个区域上相等的目标值。电流值确定部件75将从另一装置中获取的色度值与存储在存储器73中的基准白色度彼此进行比较，以判断来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度是否等于存储在存储器73中的基准白色度。应注意，当由另一装置测量并供应给电流值确定部件75的色度(白色度)与基准白色度之间的误差落入预定的容许误差Σ内时，电流值确定部件75判断来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度等于存储在存储器73中的基准白色度。

如果在步骤S14判断来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度不等于基准白色度，则处理返回步骤S12以再次执行步骤S12到S14的处理。具体地，待供应到LED 51R和51B的LED电流值I_Rij和I_Bij被设定为不同于到那时为止所使用过的那些值的值，并且再次判断来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度是否等于基准白色度。

另一方面，如果在步骤S14判断来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度等于基准白色度，则电流值确定部件75在步骤S15，将当前的LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij确定为获得基准白色度所使用的LED电流值。

在步骤S16，电流值确定部件75获取从辉度测量部件52供应给它的区域A_ij的发光辉度。在此获取的发光辉度是当区域A_ij的LED 51R、51G和51B根据基准白色度发光时的辉度。

在步骤S17，电流值确定部件75判断是否针对背光12的所有区域确定了获得基准白色度所使用的LED电流值。

如果在步骤S17判断尚未针对背光12的所有区域确定获得基准白色度所使用的LED电流值，则处理返回到步骤S11以针对尚未确定获得基准白色度所使用的LED电流值的区域A_ij执行步骤S11到S17的处理。具体地，尚未确定获得基准白色度所使用的LED电流值的区域A_ij的LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij被确定。

另一方面，如果在步骤S17判断针对背光12的所有区域确定了获得基准白色度所使用的LED电流值，则电流值确定部件75在步骤S18，计算用于调整背光12的每个区域A_ij的发光辉度的系数K_ij。具体地，电流值确定部件75从区域A₁₁到A₅₆之中确定预定区域作为基准区域，例如具有最高发光辉度的区域。然后，电流值确定部件75通过重复地执行如下的处理来确定系数K_ij：将通过获得基准白色度所使用的区域A_ij的LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij与预定的放大系数K_ij相乘而计算的LED电流值I’_Rij、I’_G0和I’_Bij指定给电流控制部件74，并从区域A_ij的辉度测量部件52获取当LED 51R、51G和51B根据LED电流值I’_Rij、I’_G0和I’_Bij发光时的发光辉度，直到从辉度测量部件52获取的区域A_ij的发光辉度等于基准区域的发光辉度。

在步骤S19，电流值确定部件75将区域A_ij的LED电流值I’_Rij＝I_Rij×K_ij、I’_Gij＝I_G0×K_ij和I’_Bij＝I_Bij×K_ij作为LUT存储在存储器73中，通过使用所述LED电流值在区域A₁₁到A₅₆中得到相等的白色度和相等的发光辉度。然后，处理结束。

概言之，色度控制部件62将待供应到LED 51G的电流的LED电流值固定为电流值I_G0，并变化待供应到其他LED 51R和51B的电流的LED电流值I_Rij和I_Bij，从而确定使来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度等于基准白色度所使用的LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij的组合。

然后，色度控制部件62从区域A₁₁到A₅₆之中选择例如呈现最高发光辉度的区域作为基准区域，并确定用于调整到基准区域的发光辉度的系数K_ij。然后，色度控制部件62将用于区域A_ij的LED电流值I’_Rij＝I_Rij×K_ij、I’_Gij＝I_G0×K_ij和I’_Bij＝I_Bij×K_ij作为LUT存储在存储器73中，通过使用所述LED电流值最终获得相等的白色度和相等的发光辉度。

图4示出LUT产生处理之后在存储器73中存储的LUT的示例。

在存储器73中，以彼此关联的关系分别存储背光12的区域A_ij和待供应到被置于区域A_ij中的LED 51R、51G和51B的用于区域A_ij的LED电流值I’_Rij＝I_Rij×K_ij、I’_Gij＝I_G0×K_ij和I’_Bij＝I_Bij×K_ij。

应注意，虽然与系数K_ij相乘之后的LED电流值I’_Rij＝I_Rij×K_ij、I’_Gij＝I_G0×K_ij和I’_Bij＝I_Bij×K_ij可能与背光12的区域A_ij不相关联，然而在图5中可见，可以与区域A_ij相关联的关系分别存储用于标准化色度的LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij和用于标准化发光辉度的系数K_ij。图5示出基准区域是区域A₁₂(系数K₁₂是1)的示例。

现在，参考图6的流程图描述响应于输入的影像信号显示影像的光源控制电路32的背光控制处理。

首先在步骤S31，电流控制部件74基于存储器73的LUT控制待供应到背光12的区域A_ij中的LED 51R、51G和51B的电流的LED电流值。具体地，电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应到区域A_ij中的LED 51R、51G和51B的电流的电流值分别等于存储在存储器73的LUT中的各自的电流值。

在步骤S32，脉宽确定部件71响应于从液晶面板控制电路31供应给它的辉度设定值BLset_ij，确定待供应到每个区域A_ij的开关设备53的脉冲信号的脉宽W。

然后在步骤S33，脉冲生成部件72生成去向每个区域A_ij的开关设备53的具有由脉宽确定部件71针对区域A_ij确定的脉宽W的脉冲信号。然后，处理结束。

在影像信号被供应到液晶面板控制电路31并且与影像信号对应的辉度设定值BLset_ij被从液晶面板控制电路31供应到光源控制电路32的同时，重复地执行上述背光控制处理。

因此，在背光12的区域A_ij中，在图7中可见，当具有电流值I’_Rij、I’_Gij和I’_Bij的电流被分别供应到LED 51R、51G和51B时，LED 51R、51G和51B分别发射R、G和B颜色的光。因此，光被混合以形成具有基准白色度的光。虽然由于LED的特性差异导致电流值I’_Rij、I’_Gij和I’_Bij并不是一定相等，然而通常所述电流值是不同的。另一方面，脉宽W在LED51R、51G和51B之间是相等的，所述脉宽W是流过具有电流值I’_Rij、I’_Gij和I’_Bij的电流的一个周期。

具体地，在液晶显示装置1中，虽然通过调整待供应到光源BL_ij的LED 51R、51G和51B的电流的电流值来执行使在所有光源BL₁₁到BL₅₆之间白色度和发光辉度相等的调整，然而通过变化脉冲信号的占空比(duty ratio)来执行对与根据影像信号得到的辉度设定值BLset_ij对应的发光辉度(亮度)的调整。

因此，因为可使得待供应到每个区域A_ij的LED 51R、51G和51B的脉冲信号的脉宽W相等，所以可简化控制(电路)。此外，辉度设定值BLset_ij是根据显示辉度Areq_ij确定的，所述显示辉度Areq_ij是根据输入影像信号计算的并且是区域A_ij必需的，基于所述辉度设定值BLset_ij脉宽W被确定。因此，当与不使用上述这样的对背光12的分区驱动的替代情况进行比较时，能够抑制不必要的发光辉度从而降低功率消耗并提升显示辉度的对比度。

此外，因为待供应到每个区域A_ij的LED 51R、51G和51B的电流的电流值被调整使得所有的光源BL₁₁到BL₅₆发射具有相等的白色度和相等的发光辉度的光，所以不存在例如邻近区域发射的光的颜色彼此混合致使色度变得不同于基准白色度的情况。

应注意，在以上参考图3描述的LUT产生处理中，将待供应到LED51G的电流的LED电流值固定为电流值I_G0，同时将待供应到其他LED51R和51B的电流的LED电流值I_Rij和I_Bij变化为不同的值，从而确定使来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度等于基准白色度所使用的LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij。然而，可替代地，可将待供应到除LED51G外的LED 51R或51B的电流的LED电流值固定，同时将另外的电流值变化为不同的值，从而确定获得基准白色度所使用的LED电流值的组合。自然地，可在变化待供应到LED 51R、51G和51B的所有电流的电流值的同时，确定获得基准白色度所使用的LED电流值的组合。

或者，可通过在图8的流程图中示出的LUT产生处理确定获得基准白色度所使用的LED电流值的组合。具体地，图8示出由光源控制电路32执行的另一LUT产生处理的流程图。

参考图8，首先在步骤S51，脉宽确定部件71将预先确定的脉宽W作为色度调整的脉宽供应。此外，脉冲生成部件72生成具有从脉宽确定部件71供应的脉宽W的脉冲信号，并将脉冲信号供应到区域A_ij的开关设备53。

此外，在步骤S51，色度控制部件62针对每个用于R、G和B的LED 51R、51G和51B测量电-光(current-light)输出特性。具体地，色度控制部件62将待供应到LED 51G和51B的电流的电流值设定为零，同时它将待供应到LED 51R的电流的LED电流值从其最小值(零)变化到其最大值以从辉度测量部件52中获取在各个LED电流值的区域A_ij的发光辉度，从而测量被置于区域A_ij中的LED 51R的电-光输出特性。此外，色度控制部件62也对LED 51G和51B执行类似的操作。

在步骤S52，电流值确定部件75根据LED 51R、51G和51B的电-光输出特性将一电流值范围内的预定值确定为基准电流值，在所述电流值范围内电流值和光输出(发光辉度)具有成比例的关系。

此外，在步骤S52，色度控制部件62获取在基准电流值的R的色度。具体地，电流值确定部件75将基准电流值作为待供应到区域A_ij的LED51R的LED电流值指定给电流控制部件74。然后，电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应到LED 51R的电流的LED电流值等于基准电流值。没有电流流向区域A_ij的LED 51G和51B。此时，区域A_ij的LED51R利用基准电流值发光，并且此时的色度被从另一装置供应到电流值确定部件75。

在步骤S53，色度控制部件62获取在基准电流值的G的色度。具体地，电流值确定部件75将基准电流值作为待供应到区域A_ij的LED 51G的LED电流值指定给电流控制部件74。然后，电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应到LED 51G的电流的LED电流值等于基准电流值。没有电流流向区域A_ij的LED 51R和51B。此时，区域A_ij的LED 51G利用基准电流值发光，并且此时的色度被从另一装置供应到电流值确定部件75。

在步骤S54，色度控制部件62获取在基准电流值的B的色度。具体地，电流值确定部件75将基准电流值作为待供应到区域A_ij的LED 51B的LED电流值指定给电流控制部件74。然后，电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应到LED 51B的电流的LED电流值等于基准电流值。没有电流流向区域A_ij的LED 51R和51G。此时，区域A_ij的LED 51B利用基准电流值发光，并且此时的色度被从另一装置供应到电流值确定部件75。

在步骤S55，电流值确定部件75根据在基准电流值的R、G和B的色度和基准白色度，计算区域Aij的各色LED的辉度比(辉度比率)，也就是说LED 51R、51G和51B的辉度比。因为根据格拉斯曼第一定律(Grassmann’s first law)，可由彼此独立的三种颜色等色地(isometrically)形成任意颜色，所以可确定获得基准白色度所使用的每个R、G和B的辉度比。

在步骤S56，电流值确定部件75根据计算的各色LED的辉度比，计算各色LED的电流值I_Rij、I_Gij和I_Bij。在此，参考在步骤S51测量的LED51R、51G和51B的电-光输出特性计算LED电流值I_Rij、I_Gij和I_Bij。

在步骤S57，色度控制部件62用计算的电流值I_Rij、I_Gij和I_Bij致使区域A_ij中的LED 51R、51G和51B发光。具体地，电流值确定部件75将LED电流值I_Rij指定为待供应给区域A_ij的LED 51R的电流的LED电流值。然后，电流控制部件74控制电源供给部件14使得待供应给LED 51R的LED电流值等于LED电流值I_Rij。也类似地控制区域A_ij中的LED 51G和51B。

在步骤S58，电流值确定部件75判断来自LED 51R、51G和51B的光的白色度是否等于基准白色度。

如果在步骤S58判断来自LED 51R、51G和51B的光的白色度不等于基准白色度，则处理返回步骤S51使得步骤S51到S58的处理被再次执行。

另一方面，如果在步骤S58判断来自LED 51R、51G和51B的光的白色度等于基准白色度，则处理前进到步骤S59。

步骤S59到S62的处理类似于以上参考图3描述的步骤S16到S19的处理，因此在此省略对它们的重复描述以避免冗余。

可以如上所述的方式确定获得基准白色度所使用的LED电流值的组合。

此外，还可通过在图9中示出的LUT产生处理确定获得基准白色度所使用的LED电流值的组合。具体地，图9示出由光源控制电路32执行的另一LUT产生处理的流程图。

参考图9，首先在步骤S81，色度控制部件62计算基准白色度的Xw、Yw和Zw值以及光通量(light flux amount)。在此，Xw、Yw和Zw值是CIE 1931 XYZ色度系统中基准白色度的X、Y和Z值。此外，以下描述的Xr_ij、Yr_ij和Zr_ij值，Xg_ij、Yg_ij和Zg_ij值以及Xb_ij、Yb_ij和Zb_ij值代表在区域A_ij中观测到的CIE 1931 XYZ色度系统中R、G和B的X、Y和Z值。

此外，在步骤S81，脉宽确定部件71将预先确定的脉宽W作为用于颜色调整的脉宽供应到脉冲生成部件72。脉冲生成部件72生成将供应到区域A_ij的开关设备53的具有从脉宽确定部件71供应给它的脉宽W的脉冲信号。

在步骤S82，电流值确定部件75测量在基准电流值生成的R的光谱mW/nm。然后在步骤S83，电流值确定部件75计算在基准电流值的Xr_ij、Yr_ij和Zr_ij值以及光通量。

在步骤S84，电流值确定部件75测量在基准电流值生成的G的光谱mW/nm。然后在步骤S85，电流值确定部件75计算在基准电流值的Xg_ij、Yg_ij和Zg_ij值以及光通量。

在步骤S86，电流值确定部件75测量在基准电流值生成的B的光谱mW/nm。然后在步骤S87，电流值确定部件75计算在基准电流值的Xb_ij、Yb_ij和Zb_ij值以及光通量。

在步骤S88，电流值确定部件75根据如下的表达式计算用于基准电流值的系数Kr_ij、Kg_ij和Kb_ij：

[表达式1]

$\left(\begin{array}{c}\mathrm{Xw}\\ \mathrm{Yw}\\ \mathrm{Zw}\end{array}\right)={\mathrm{Kr}}_{\mathrm{ij}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{Xr}}_{\mathrm{ij}}\\ {\mathrm{Yr}}_{\mathrm{ij}}\\ {\mathrm{Zr}}_{\mathrm{ij}}\end{array}\right)+{\mathrm{Kg}}_{\mathrm{ij}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{Xg}}_{\mathrm{ij}}\\ {\mathrm{Yg}}_{\mathrm{ij}}\\ {\mathrm{Zg}}_{\mathrm{ij}}\end{array}\right)+{\mathrm{Kb}}_{\mathrm{ij}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{Xb}}_{\mathrm{ij}}\\ {\mathrm{Yb}}_{\mathrm{ij}}\\ {\mathrm{Zb}}_{\mathrm{ij}}\end{array}\right)$

在步骤S89，电流值确定部件75计算在(Kr_ijXr_ij，Kr_ijYr_ij，Kr_ijZr_ij)的光通量，并改变用于R的LED电流值I_Rij使得光通量等于计算的光通量。例如，电流值确定部件75计算在.(Kr_ijXr_ij，Kr_ijYr_ij，Kr_ijZr_ij)的光通量，并连续增大LED电流值I_Rij直到光通量等于计算的光通量。

在步骤S90，电流值确定部件75计算在(Kg_ijXg_ij，Kg_ijYg_ij，Kg_ijZg_ij)的光通量，并改变用于G的LED电流值I_Gij使得光通量等于计算的光通量。

在步骤S91，电流值确定部件75计算在(Kb_ijXb_ij，Kb_ijYb_ij，Kb_ijZb_ij)的光通量，并改变用于B的LED电流值I_Rij使得光通量等于计算的光通量。

在步骤S92，电流值确定部件75判断来自LED 51R、51G和51B的光的白色度是否等于基准白色度。

如果在步骤S92判断来自LED 51R、51G和51B的光的白色度不等于基准白色度，则处理返回步骤S82使得步骤S83到S92的处理被再次执行。应注意，在第二次循环或更迟循环中的步骤S82到S88的处理中，不是使用基准电流值而是使用在步骤S89到S91设定的电流值来执行所述处理。

另一方面，如果在步骤S92判断来自区域A_ij的LED 51R、51G和51B的光的白色度等于基准白色度，则电流值确定部件75在步骤S93判断是否针对背光12的所有区域确定了获得基准白色度所使用的LED电流值。

如果在步骤S93判断尚未针对背光12的所有区域确定获得基准白色度所使用的LED电流值，则处理返回到步骤S82以针对尚未确定获得基准白色度所使用的LED电流值的区域A_ij执行步骤S82到S93的处理。因此，尚未确定获得基准白色度所使用的LED电流值的区域A_ij的LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij被确定。

另一方面，如果在步骤S93判断针对背光12的所有区域确定了获得基准白色度所使用的LED电流值，则电流值确定部件75在步骤S94，将LED电流值I_Rij、I_G0和I_Bij以及系数Kr_ij、Kg_ij和Kb_ij作为LUT存储在存储器73中，通过使用所述系数使得在所有的光源BL₁₁到BL₅₆中白色度和发光辉度相等。然后，处理结束。

如上所述，在液晶显示装置1中，被预先调整使得所有的光源BL₁₁到BL₅₆发射具有相等的白色度和相等的发光辉度的光的LED电流值被供应给所有区域A_ij的LED 51R、51G和51B。此外，在液晶显示装置1中，可使得每个区域A_ij的发光辉度在每个区域A_ij的LED 51R、51G和51B之间相等。因此，在背光12的发光区域的整个面积上以相等的白色度发光的同时，可简单地执行抑制不必要的发光辉度的控制。此外，因为响应于输入的影像信号抑制了不必要的发光辉度，所以可实现低功耗和高对比度。

应注意，在本说明书中，可以但不一定按所描述的顺序在时间序列中处理在流程图中描述的步骤，并可以包含并行或个别地执行的而非在时间序列中执行的处理。

虽然已经通过使用特定术语描述了本发明的优选实施例，然而这些描述仅出于说明性的目的，并且应理解可作出改变和更改而不会背离权利要求书的精神和范围。

相关申请的交叉引用

本发明包含与2007年1月24日递交到日本专利局的日本专利申请JP2007-013832相关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。

Claims (4)

1.一种用于控制背光的背光装置，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断所述发光设备的光发射的开关设备，以使得各个所述区域的发光辉度可以不同，所述背光装置包括：

发光辉度控制装置，用于变化待供应到每个所述区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度；

电流值存储装置，用于为每个所述区域存储待供应到所述红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，所述电流值被确定使得来自所述红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值；以及

电流控制装置，用于控制待供应到每个所述区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于在所述电流值存储装置中存储的电流值。

2.如权利要求1所述的背光装置，还包括电流值确定装置，用于基于来自所述红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度，确定用于每个所述区域的电流值。

3.一种用于执行控制背光的背光控制处理的背光控制方法，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断所述发光设备的光发射的开关设备，以使得各个所述区域的发光辉度可以不同，所述背光控制方法包括以下步骤：

变化待供应到每个所述区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度；并且

控制待供应到每个所述区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于使来自所述红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值的电流值。

4.一种液晶显示装置，包括：

背光，其中为通过划分发光区域而形成的多个划分区域的每个区域设置用于发射红、绿和蓝光的发光设备和用于接通或切断所述发光设备的光发射的开关设备，以使得各个所述区域的发光辉度可以不同；

发光辉度控制装置，用于变化待供应到每个所述区域中的开关设备的脉冲信号的脉宽以控制该区域的发光辉度；

电流值存储装置，用于为每个所述区域存储待供应到所述红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，所述电流值被确定使得来自所述红、绿和蓝发光设备的光的白色度和发光辉度等于预定值；以及

电流控制装置，用于控制待供应到每个所述区域中的红、绿和蓝发光设备的电流的电流值，使得所述电流值等于在所述电流值存储装置中存储的电流值。

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