背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置的制作方法
专利名称：背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置，尤其涉及用于通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。
背景技术：
以往，作为在显示图像或影像等的显示装置中大量使用的、从背面对液晶面板等
光调制元件进行照明的背光灯，LED(Light Emitting Diode 发光二极管)背光灯引人注目。另外，在LED背光灯中，有排列白色LED来发出白色照明光的结构的背光灯、和排列R(红)、G(绿)、B(蓝)的3色的LED，将这三种颜色的光混色来形成白色光的背光灯。 另外，在上述白色LED中，有使荧光体与短波长LED组合来得到白色的方式、使荧光体与蓝色LED组合来得到白色的方式、或者使黄色的荧光体与蓝色LED组合来得到白色的方式等。另外，目前已知在作为显示装置的照明或背光灯而使用LED时，与显示尺寸等相对应地串联连接多个LED并使其点亮(例如参照专利文献1以及2)。另外，目前，为了驱动(Drive)串联连接的多个LED而使用驱动(Driver) ICdntegrated Circuit)等。例如在使用低压驱动IC的情况下，使用多个驱动IC，各自分别控制有限数量的LED。另外，目前根据驱动IC的耐压值来设定驱动LED的数量。例如，1个LED的耐压约为3V，因此，10个需要约30V的耐压的驱动IC，20个需要约60V的耐压的驱动IC。另外，如上所述，在串联连接多个LED并使其点亮的情况下，串联连接的多个LED 中即使任意一个成为开路故障时，在全部LED中都不流过电流，全部不点亮。另外，在短路故障时，在其它LED中流过电流，因此，其它LED维持点亮状态。近年来，已知在上述那样的使用多个LED的背光灯中，针对亮度不均或断线等的技术(例如参照专利文献3以及4)。此外，专利文献3所示的技术，在LED单元中检测出电气异常时，控制与被检测出电气异常的LED单元邻接配置的其它LED单元的电流控制部，使其它LED单元的发光亮度增大。另外，专利文献4所示的技术，LED驱动控制部，对于在排列方向上邻接的两个发光二极管，在将PWM调光的开/关(0N/0FF)的相位互相错开的状态下，使邻接的两个发光二极管点亮驱动。但是，如上述现有方法所示，当使用多个驱动IC时，由于各驱动IC的波动，在LED 中流过的电流发生波动，因此引起亮度不均，或者经年变化或温度漂移等影响中的波动因素扩大，使亮度的波动进一步增大。因此，希望构建使用高耐压的驱动IC来使用少量驱动IC，整体对多个LED进行串联驱动(Drive)，由此始终向各LED供给稳定的恒定电流的高耐压整体型LED控制系统。此外，还希望具有如下的LED旁路驱动电路当例如发生LED的开路故障时，如上述那样作为LED的串联连接中的断线对策，并联连接的开关电路能够自动进行接通动作，从而能够维持其它LED的点亮动作。专利文献1 日本特开2007-109691号公报专利文献2 日本特开2006-127798号公报专利文献3 日本特开2007-67313号公报专利文献4 日本特开2008-198430号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的发明，其目的在于提供用于通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。为了解决上述问题，本申请的发明采用了具有以下特征的用于解决问题的手段。本发明的第一方式是一种通过从多个发光元件发出的光对显示单元(11)进行照明的背光灯装置(10)，其中，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块(1 ；以及向所述发光元件块(1 供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元(13)，在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路(32 36)，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元(13)的电流提供给其它发光元件。根据本发明的第一方式，通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制，可以提供适当的背光。本发明的第二方式中，所述旁路电路(32 36)使用FET型开关电路、晶体管型开关电路以及齐纳二极管电路中的至少一种。本发明的第三方式中，所述驱动控制单元(13)，通过根据串联连接的所述发光元件的数量而决定的电压值，向所述发光元件块(1 中包含的全部发光元件供给电流。本发明的第四方式中，所述发光元件是LED (31)。本发明的第五方式中，具有第一至第四方式中任一方式所述的背光灯装置 (10)；以及通过所述背光灯装置(10)被照明的显示单元(49)，对应于由所述显示单元09) 显示的影像，对所述背光灯装置(10)的亮度进行补偿。本发明的第六方式中，具有块信息取得单元(43)，其把为了在所述显示单元
(49)上显示而输入的影像信号按帧分割为预定的块，取得每个该块的影像信息；以及块单位控制单元(44)，其进行用于以通过所述块信息取得单元分割而得的各块为单位补偿背光灯的亮度的控制，所述背光灯装置(10)，根据通过所述块单位控制单元04)获得的亮度控制信息，对所述显示单元G9)进行每个块的背光灯的驱动控制。本发明的第七方式中，具有背光灯亮度补偿单元(47)，其根据针对所述背光灯的所述亮度控制信息，进行针对输入的影像信号的补偿，通过所述显示单元G9)显示由所述背光灯亮度补偿单元G7)获得的影像信号。本发明的第八方式是一种通过从多个发光元件发出的光进行照明的照明装置
(50)，其中，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块；以及向所述发光元件块供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元(52)，在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路(32 36)，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元的电流提供给其它发光元件。
此外，上述参照符号仅作为参考，不由此将本发明限定为图示的形态。根据本发明，可以通过针对亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光。
图1表示背光灯装置的概要结构的一例。图2表示本实施方式中的块信息的一例。
图3表示LED背光灯的配置例。图4表示本实施方式中的缺陷LED旁路驱动控制的一例。图5表示本实施方式中的旁路电路的一例。图6表示本实施方式中的旁路电路的另一例。图7表示具备本实施方式中的背光灯装置的显示装置的功能结构的一例。图8是用于说明具备本实施方式中的背光灯装置的另一应用例的图。符号说明10LED背光灯驱动控制装置(背光灯装置)11显示单元12、22 元件块13,53驱动IC(LED驱动控制单元)14 控制 IC(PWM)15 驱动 IC 组21 元件(element)23亮度块3U52LED32开关电路(SW)33 电阻34FET 型开关(FET-SW)元件35晶体管型开关(Tr-SW)元件36齐纳二极管元件40显示装置41影像处理单元42影像信息分析单元43块信息取得单元44块单位控制单元45背光灯驱动控制单元46背光灯单元47背光灯亮度补偿单元48定时控制单元49显示单元50照明装置51灯主体
5
60电子广告牌系统6 IPC62电子广告牌63通信网络
具体实施例方式(关于本发明)在本发明中，为了防止由于在背光灯等中使用的多个排列的LED中的1个LED的断线导致其它LED熄灭，在每个LED中内置了基于自动开关(SW)等的旁路电路，在断线时自动短路来避免断线状态。即，在本发明中提供内置有开关电路的LED器件或外接开关电路。另外，在本发明中，通过LED驱动IC进行上述自动开关动作时的电流控制。具体来说， 通过驱动IC恒定地控制开关接通/断开时的LED电流。以下，使用附图等说明恰当地实施了用于实现上述特征的本发明中的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置的方式。此外，在以下所表示的实施方式的例子中，作为显示装置的一例而使用液晶显示装置(Liquid Crystal Display)，作为发出背光的发光元件的一例而使用LED，但是在本发明中不限定于此。另外，本发明中的背光灯装置，例如还可以提供给作为串联连接LED的设备的照明或电子广告牌、显示器等。(背光灯装置的概要结构例)首先，使用
本实施方式中的背光灯装置的概要。图1表示背光灯装置的概要结构的一例。图1所示的背光灯装置10，作为一例表示了 LED背光灯驱动控制装置，图 1(a)表示在液晶面板等显示单元11的端部设置背光灯部的边缘RGB类型(Edge RGB Type) 的现有的低压驱动器的结构例，图1(b)表示在显示单元11的端部设置背光灯部的边缘W 类型(Edge White Type)的本实施方式的高压驱动器的结构例，图1 (c)表示在显示单元11 的背面等设置背光灯部的顶部RGB类型(Top RGB Type)的结构例。此外，本发明中的LED 背光灯也可以是上述RGB类型或White类型等以外的类型，对LED的种类不特别进行限制。另外，如图1(a) (c)所示，在各个背光灯装置10中具有:LCD(Liquid Crystal Display)面板等显示单元11、以预定的间隔串联排列了多个发光元件(LED等)的元件块 12、作为驱动器器件的驱动IC(LED驱动控制单元)13、作为进行显示单元11等的背光灯的控制的主控制单元(主控制器)的控制IC(PWM) 14。在图1 (a)的例子中，1个控制IC(P丽)14进行4个驱动IC13-1 13-4的驱动控制。另外，在图1(b)的例子中，1个控制IC(PWM) 14进行1个驱动IC13的驱动控制。另外， 在图1 (c)的例子中，与1个控制IC(PWM) 14连接的多个驱动IC进行串联连接的驱动IC组 15-1 15-2的驱动控制。在上述结构中，各个LED背光灯驱动控制装置10，通过各控制IC(PWM) 14，进行生成的PWM(Pulse Width Modulation)等的脉冲宽度调制来生成控制信号，对驱动IC13或驱动IC15组输出用于使元件块中的LED在预定的时刻点亮的亮度控制信号。由此，驱动IC13 或驱动IC组15可以使分别负责的LED在预定的时刻点亮。此外，如图1 (a) (c)所示，1个驱动IC13或驱动IC组15控制多个亮度块的输出。另外，通过图1 (a)所示的控制IC(PWM) 14，作为低电压将最大5 24V的电压提供给低耐压的驱动IC13-1 13-4，通过图1 (b)所示的控制IC(PWM) 14，将对应于串联连接的LED 的数量而决定的高电压提供给高耐压的驱动IC13。此外，上述的高电压例如可以设为与串联连接的LED的数量成比例增加的电压，当将1个LED的Vf电压设为约3V时，串联连接50 个LED时成为约150V的电压，当串联连接100个LED时成为约300V的电压值。由此，图1 (a)所示的现有的低耐压的驱动IC13-1 13_4各自流过LED电流il、 i2、i3、i4，根据该电流值决定亮度。此时，电流差成为亮度差，发生亮度不均。但是，在作为本实施方式的图1(b)所示的高耐压的驱动IC13中，LED电流i为一个，因此亮度也与电流成比例。因此，根据本实施方式，通过高耐压驱动IC使电流供给线统一，可以始终提供稳定的电流，可以抑制LED的亮度不均。另外，如图1(c)所示，即使在显示单元11的画面的背面全体上配置LED的情况下，通过将驱动IC组15-1 15_2的驱动 IC设为高耐压，也可以削减驱动IC自身的数量，可以简化配线结构等。(关于背光灯的亮度控制)在上述本实施方式中应用的背光灯，例如被配置在IXD面板等显示单元11的背面或侧面等处。另外，背光灯例如由与RGB的各颜色对应的LED等发光元件构成，而且以多个发光元件为单位进行块化，使用与块化后的每个发光元件对应的驱动IC (Integrated Circuit)等进行亮度控制。在此，说明发光元件的块结构。图2表示可在本实施方式中应用的发光元件的块结构的一例。在图2中表示了 LCD背光灯用的LED。如图2(a)、(b)所示，在显示单元11的预定的画面显示区域中存在R、G、B的各个元件(element) 21r、21g、21b。另外，通过各色的元件21r、21g、21b构成了组(cell)，另外，构成了由多个组构成的元件块22(相当于上述元件块12)。另外，这些元件通过多接线或点接线与驱动IC连接。而且，多个元件块22以预定数量被配置在预定位置，构成了进行亮度补偿等控制的亮度控制块23。此外，在本实施方式中，图2(a)、(b)中表示了亮度控制块23的数量或配置例，但是在本发明中不限定于此，而根据显示单元11的画面尺寸等适当设定。另外，图2(a)、(b)所示的背光灯是被设置在LCD面板的背面的所谓的顶部类型 (Top Type)的结构，但是在本发明中不限定于此，例如也可以是被配置在显示单元11的画面的下侧或一边(右侧、左侧)或两边的所谓边缘类型(Edge Type)的结构。在此，图3表示LED背光灯的配置例。如图3 (a) (e)所示，例如在作为IXD面板等的显示单元11中，将上述多个LED配置在预定的位置的元件块12被设置在预定的位置。具体来说，可以对于显示单元11在上侧配置元件块12 (图3 (a))，也可以对于显示单元11在上下配置元件块12-1、12-2(图3(b))。而且，作为另一实施例，可以在显示单元 11中配置的左边或右边的一边上配置元件块12 (在图3(c)中为左边)，另外，也可以在左右两边上配置元件块12-1、12-2 (图3 (d)，而且，如上所述也可以在显示单元11的背面排列配置预定数量的元件块12 (图3 (e))。在本发明中不限定于上述的背光灯配置例，例如也可以配置在上下左右等处，或者成为组合上述例子中的多个例子的配置例。另外，上述元件块12可以根据例如从所输入的影像信号获得的APUAverage Picture Level 平均亮度电平)检测、亮度直方图检测、 颜色直方图检测、频率直方图检测中的至少一个的检测结果，分割为预定大小的块单位。此外，在本发明中不限定于此，例如也可以分割为预先设定的块单位。另外，在本实施方式中，当与上述元件块12串联连接的多个LED中，至少一个LED 由于使用的寿命等而产生了不点亮等缺陷时，为了使其不对其它LED造成影响，当存在缺陷LED时进行旁路驱动控制。以下，具体说明上述内容。(关于缺陷LED旁路驱动控制)图4表示本实施方式中的缺陷LED旁路驱动控制的一例。另外，图5表示本实施方式中的旁路电路的一例。在图5中表示了旁路驱动控制中的开关电路的一例。如上所述，当把在照明或LCD面板的背光灯中使用的LED31配置多个来使用时，例如串联配置多个LED31来点亮(图4(a))。在这种情况下，以往在串联连接的多个LED31中即使1个成为开路(Open)故障时，也在全部LED31中不流过电流，全部不点亮(图4(b))。因此，在本实施方式中，例如如图5所示，提供LED旁路驱动(Bypass Driving)电路，其当发生了 LED31的开路故障(open)时，并联连接的作为旁路电路的开关电路(SW) 32 自动从正常时的断开(off)状态变为接通(on)状态，维持其它LED31的点亮动作(图4(c)、 图 5(a))。另外，作为本实施方式中的旁路电路，例如如图5(b)所示，可以使用具有电阻33 和FET型开关(FET-Sff)元件34的FET-Sff电路。在这种情况下，例如如图4(b)所示，当串联连接的多个LED31中LED n5成为开路故障时，在图5 (b)所示的电阻33中流过电流， FET-Sff元件34进行接通(On)动作，LED n5的两端成为短路状态。由此，在其它LED中流过电流，因此可以维持其它LED的点亮状态。此外，图5所示的旁路电路，针对构成上述元件块12的串联连接的多个LED31的每个LED而设置。另外，作为图5所示的旁路电路，例如可以使用上述图5(a)、(b)所示的结构，但是在本发明中不限定于此，例如可以使用晶体管型开关(Tr-SW)电路或齐纳二极管电路等。在此，使用
使用了上述Tr-SW电路以及齐纳二极管电路的旁路电路结构。图6是表示本实施方式中的旁路电路的其它例子的图。此外，图6(a)表示Tr-SW电路的一例，图6(b)表示齐纳二极管电路的一例。此外，图6(a)、(b)表示了以上述那样串联连接的多个LED中的某一个LED31作为对象的例子。图6 (a)所示的Tr-SW电路具有电阻33和Tr-SW元件35。在此，当LED31正常动作时，Tr-SW元件35成为断开状态。另外，在LED31中发生了开路故障时，在图6 (a)所示的电阻33中流过电流，Tr-SW元件35成为接通状态，LED31的两端成为短路状态。由此，在其它LED中流过电流，因此可以维持其它LED的点亮状态。另外，图6(b)所示的齐纳二极管电路具有电阻33和齐纳二极管元件36。此外，齐纳二极管元件36的击穿电压在LED31的Vf电压以上。在此，当LED31正常动作时，齐纳二极管元件36成为断开状态。另外，当LED31中发生了开路故障时，在图6(b)所示的电路33中流过电流，齐纳二极管元件36成为接通状态，LED31的两端成为短路状态。由此，在其它LED中流过电流，可以维持其它LED的点亮状态。S卩，通过上述实施方式，即使某一个或多个LED中发生了开路故障，通过针对每个 LED设置上述旁路电路，能够抑制亮度降低，继续以放心的亮度电平进行使用。由此，能够实现MTBF(Mean Time Between Failure :平均故障间隔)的大幅度改善和故障对策费用的大幅度降低。另外，在本实施方式中，为使自动开关动作状态下的电压效果成为与原来的LED 的点亮时相等的值，通过如上所述那样配置电阻或二极管等，可以进行更稳定的驱动控制。此外，在本实施方式中，对于如上所述那样串联连接的多个LED的各LED，使用上述图5或图6所示的旁路电路中的至少一种，但是在本发明中不限定于此，例如也可以将上述结构中的多个结构组合。因此，例如也可以根据LED的颜色的差异或配置位置、点亮的频度等区分使用旁路电路。另外，在本实施方式中，也可以通过LED驱动IC进行上述自动开关动作时的电流控制。具体来说，通过驱动IC恒定地控制开关接通/断开时的LED电流。由此，可以进行稳定的背光灯驱动控制。(关于具备背光灯装置的显示装置)接着，使用
具备上述背光灯装置的显示装置的结构例。图7表示具备本实施方式中的背光灯装置的显示装置的功能结构的一例。图7所示的显示装置40具有影像处理单元41、影像信息分析单元42、块信息取得单元43、块单位控制单元44、背光灯驱动控制单元45、背光灯单元46、背光灯亮度补偿单元47、定时控制单元48、显示单元49。此外，在本实施方式中，例如背光灯驱动控制单元45或背光灯单元 46相当于上述背光灯装置。影像处理单元41在所输入的影像信号被压缩编码时进行该信号的解码，或者在通过限定接收广播等进行了扰频等加密处理的情况下，使用预先设定的密钥信息等进行解码(解扰)。即，影像处理单元41对输入的影像信号进行适当变换，以便能够通过后级的各结构对影像信号进行处理，从显示单元49显示影像。另外，影像处理单元41将所输入的信号输出到影像信息分析单元42、以及背光灯亮度补偿单元47。影像信息分析单元42对通过影像处理单元41输入的影像信号进行APL检测、亮度直方图检测、颜色直方图检测(色调、色饱和度)以及频率直方图检测中的至少一个信息的检测，根据检测出的信息进行影像信息的分析。即，通过影像信息分析单元42可以取得与影像(图像)对应的直方图信息或曲线图信息等，因此，根据这些信息最适当地进行与影像等对应的背光灯的亮度控制。另外，影像信息分析单元42将分析出的结果输出到块信息取得单元43。块信息取得单元43根据通过影像信息分析单元42获得的分析结果、和预先设定的针对影像信号的控制信号，设定每个块单位的大小(像素数、英寸等)等。如此，通过根据影像信息等设定块单位的大小，可以对应于影像信息来进行块单位的背光灯控制。此外，作为块信息取得单元43中的处理执行的定时，例如可以在来自外部的控制信号的输入的定时来执行处理，也可以根据预先设定的控制信息，在通过影像信息分析单元42输入了分析结果的信息的定时来执行处理。另外，块信息取得单元43将所取得的块信息输出到块单位控制单元44。块单位控制单元44根据通过块信息取得单元43取得的块信息，针对与影像信号对应的每个块控制背光灯的亮度，因此，例如以各块单位进行偏差(Off-set)控制或非线性补偿等。另外，块单位控制单元44，对应于与所输入的影像信号对应的各块单位的亮度控制信息，进行PWM(Pulse Width Modulation)等的脉冲调制处理来生成控制信号。此外，上述控制IC14被包含在块单位控制单元44中。块单位控制单元44对于上述驱动IC13，以预定的定时将针对预定的LED的控制亮度的亮度控制信号输出到背光灯驱动控制单元45。另外，块单位控制单元44将上述亮度控制信息输出到背光灯亮度补偿单元47。而且，块单位控制单元44将上述各块单位的偏差控制信息或非线性补偿信息输出到背光灯驱动控制单元45以及背光灯亮度补偿单元47。背光灯驱动控制单元45，对应于通过块单位控制单元44获得的每个块的亮度控制信号或偏差控制信息、非线性补偿信息等，进行与各块位置对应的背光灯的驱动控制，在预定的定时使背光灯单元46的LED点亮。此外，上述的驱动IC以及驱动IC组15被包含在背光灯驱动控制单元45中。另外，本实施方式中的背光灯驱动控制单元45，可以根据来自定时控制单元48的时钟信号，通过定时控制将用于驱动LED的控制信号输出到背光灯单元46，以便通过定时控制单元48与从显示单元49输出的影像信号同步地驱动背光灯。在此，背光灯通常与在IXD中设置的R(红)、G(绿)、B (蓝)的三种颜色的LED 元件等对应地分别被成对地设置。因此，理想地针对每个LED元件进行每个像素的调整，但是，在这种情况下，花费成本或处理时间。因此，在本实施方式中以预定的块单位进行处理。 由此可以实现成本的降低和高效化。背光灯驱动控制单元45将与各块对应的各个控制信号输出到背光灯单元46。背光灯单元46根据与所设定的各块对应的各个驱动控制信号，通过分别设定的预定的亮度控制，以预定的亮度电平使位于各块的预定的位置的LED点亮，将其光作为背光照射到显示单元49的画面上。背光灯亮度补偿单元47根据通过块单位控制单元44获得的亮度控制信息、偏差控制信息、非线性补偿信息，对于通过影像处理单元41获得的影像信号使用针对背光灯的驱动控制信息来进行亮度补偿。即，背光灯亮度补偿单元47对块单位的减光控制信息进行逆补偿来调整(trimming)，并使其反馈到影像信号侧。在此，背光灯例如位于显示单元49的背面等处，以亮度控制用的块单位进行动作。另外，背光灯的动作为不对影像信号的析像度造成影响的低析像度的亮度动作。因此， 根据本实施方式，可以防止产生与影像信号的亮度析像度的差这样的块亮度干涉干扰。可以在显示器画面上显示用户容易看见的最适当的影像。另外，背光灯亮度补偿单元47根据偏差控制信息以及非线性补偿信息进行影像信号的补偿，由此，可以与背光灯的脉冲控制功能等一起，进行亮度、对比度、颜色等的控制。在本实施方式中，背光灯亮度补偿单元47，通过亮度控制块的结构反馈到影像信号侧的信息变化，而且，需要还根据显示单元49的亮度透过率等恰当地调整补偿量。在这种情况下，用例如使用预先设定的亮度透过率检测用摄像机等检测出的结果，自动地调整反馈的信息。背光灯亮度补偿单元47将通过上述处理等补偿后的影像信号输出到定时控制单元48。定时控制单元48进行与显示单元49的画面的水平方向、垂直方向匹配地显示通过背光灯亮度补偿单元47获得的影像信号的时间的控制，生成在显示单元49的一个面上 1显示的图像信息，将生成的图像输出到显示单元49。而且，定时控制单元48，为了与画面上显示的影像同步地使背光灯单元46的背光灯点亮，对于背光灯驱动控制单元45，对应于向显示单元59输出影像信号的定时，将点亮与该影像信号对应的背光灯的定时控制信号输出到背光灯驱动控制单元45。由此，可以使显示单元49的影像输出、与背光灯单元46的与该影像对应的背光灯输出同步。显示单元49在画面上显示通过定时控制单元48生成的影像信息。此外，作为显示单元49例如可以使用LCD面板等，但是在本发明中不限定于此。通过上述的结构，在本实施方式中，可以使IXD面板等显示单元49的背光灯与影像内容关联地动态(Dynamic)动作，可以提供对比度更高的影像。即，根据本实施方式，可以进行与影像内容对应的最适当的背光灯控制。因此，可以改善进行LCD背光灯中的各种减光(dimming)动作时发生的对影像信号的亮度干涉干扰，可以使减光动作成为更适当的动作。另外，通过应用上述背光灯装置，通过针对亮度不均或断线的驱动控制，可以提供适当的背光。另外，在本实施方式中，除了通过现有的APL检测来处理的基准亮度控制以外，可以通过亮度直方图检测等实现最佳亮度控制，例如，通过进行颜色直方图检测，可以进行基于最佳白平衡(White Balance)控制等的、针对RGB的LED背光灯控制。即，在本实施方式中，仅使用各种直方图的检测结果可以进行背光灯亮度控制，另外，也可以组合APL的检测结果和各种直方图的检测结果来进行背光灯亮度控制。(背光灯装置的其它应用例)上述实施方式中的背光灯装置，不仅作为上述TV等的显示装置被使用，也可以广泛应用于例如照明或电子广告牌、其它各种显示器等。即，本实施方式中的背光灯装置，例如可以应用于将LED等发光元件串联连接的全部设备。因此，以下使用
背光灯装置的另一应用例。图8是用于说明具备本实施方式中的背光灯装置的另一应用例的图。此外，图 8(a)表示将本实施方式中的背光灯装置应用于照明装置的例子，图8(b)表示将本实施方式中的背光灯装置应用于电子广告牌系统的例子。图8 (a)所示的照明装置50，作为一例表示了 LED灯。具体来说，照明装置50在灯主体51内串联连接了多个LED52，各LED被配置在适合于照明方向的预定位置。此外，各 LED52也可以构成为上述发光元件块。另外，串联连接的多个1^052如图8仏)所示，与驱动IC(LED驱动控制单元)53连接，通过驱动IC53控制每个LED的驱动。通过这种结构，可以通过从多个LED发出的光进行照明。而且，在本实施方式中，对于图8 (a)所示的各LED52如上所述那样设置了旁路电路。因此，照明装置50在断线时也可以将来自驱动IC53的电流提供给其它LED。另外，图8(b)所示的电子广告牌系统60，作为一例具有1台PC(PerSOnal Computer)61和多个电子广告牌62(在图8(b)的例子中，为电子广告牌62_1、62_2)而构成。另外，PC61和多个电子广告牌经由因特网等所代表的通信网络63以能够收发数据的状态连接。
图8(b)所示的电子广告牌系统60中，可以将管理者等使用PC61生成、编辑的用于介绍商品说明或企业名等的内容等经由通信网络63在不同场所设置的多个电子广告牌 62上同时显示或更新。在此，上述的电子广告牌62使用例如大型的液晶显示器等，在这种大型的液晶显示器等中也可以应用上述背光灯装置。例如，在图8(b)所示的电子广告牌62中，如上所述，在使用了串联连接的多个 LED (发光元件块)和驱动IC的情况下，对各个LED设置了上述旁路电路。由此，电子广告牌62在断线时也可以将来自驱动IC的电流提供给其它LED。因此，在图8(a)、(b)所示的其它应用例中，也可以提供能够防止亮度不均，并且在断线时也能够强力地进行长时间的驱动的照明以及背光。而且，上述背光灯装置在PC61的液晶显示器中也同样可以应用。如上所述，根据本发明，可以提供用于通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制，提供适当的背光的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。以上详细说明了本发明的优选实施例，但是本发明不限定于上述特定的实施方式，在请求专利保护的范围所记载的本发明的主旨范围内可以进行各种变形、变更。
权利要求
1.一种通过从多个发光元件发出的光对显示单元进行照明的背光灯装置，该背光灯装置的特征在于，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块；以及向所述发光元件块供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元， 在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元的电流提供给其它发光元件。
2.根据权利要求1所述的背光灯装置，其特征在于，所述旁路电路使用FET型开关电路、晶体管型开关电路以及齐纳二极管电路中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的背光灯装置，其特征在于，所述驱动控制单元，通过根据串联连接的所述发光元件的数量而决定的电压值，向所述发光元件块中包含的全部发光元件供给电流。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的背光灯装置，其特征在于， 所述发光元件是LED。
5.一种显示装置，其特征在于，具有权利要求1至4中任一项所述的背光灯装置；以及通过所述背光灯装置被照明的显示单元，对应于由所述显示单元显示的影像，对所述背光灯装置的亮度进行补偿。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，具有块信息取得单元，其把为了在所述显示单元上显示而输入的影像信号按帧分割为预定的块，取得每个该块的影像信息；以及块单位控制单元，其进行用于以通过所述块信息取得单元分割而得的各块为单位补偿背光灯的亮度的控制，所述背光灯装置，根据通过所述块单位控制单元获得的亮度控制信息，对所述显示单元进行每个块的背光灯的驱动控制。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置具有背光灯亮度补偿单元，其根据针对所述背光灯的所述亮度控制信息，进行针对输入的影像信号的补偿，通过所述显示单元显示由所述背光灯亮度补偿单元获得的影像信号。
8.—种通过从多个发光元件发出的光进行照明的照明装置，该照明装置的特征在于， 具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块；以及向所述发光元件块供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元， 在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元的电流提供给其它发光元件。
全文摘要
本发明提供一种背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光。在通过从多个发光元件发出的光对显示单元(11)进行照明的背光灯装置(10)中，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块(12)、以及向所述发光元件块(12)供给电流，控制所述每个发光元件的驱动的驱动控制单元(13)，在所述多个发光元件中，针对所述每个发光元件设置旁路电路(32～36)，以便在断线时也将来自所述驱动控制单元(13)的电流提供给其它发光元件，由此解决上述问题。
文档编号G09G3/34GK102446496SQ20111026328
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月2日 优先权日2010年9月3日
发明者安达武志 申请人:三美电机株式会社, 有限会社Atrc
技术领域：
本发明涉及背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置，尤其涉及用于通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。
背景技术：
以往，作为在显示图像或影像等的显示装置中大量使用的、从背面对液晶面板等
光调制元件进行照明的背光灯，LED(Light Emitting Diode 发光二极管)背光灯引人注目。另外，在LED背光灯中，有排列白色LED来发出白色照明光的结构的背光灯、和排列R(红)、G(绿)、B(蓝)的3色的LED，将这三种颜色的光混色来形成白色光的背光灯。 另外，在上述白色LED中，有使荧光体与短波长LED组合来得到白色的方式、使荧光体与蓝色LED组合来得到白色的方式、或者使黄色的荧光体与蓝色LED组合来得到白色的方式等。另外，目前已知在作为显示装置的照明或背光灯而使用LED时，与显示尺寸等相对应地串联连接多个LED并使其点亮(例如参照专利文献1以及2)。另外，目前，为了驱动(Drive)串联连接的多个LED而使用驱动(Driver) ICdntegrated Circuit)等。例如在使用低压驱动IC的情况下，使用多个驱动IC，各自分别控制有限数量的LED。另外，目前根据驱动IC的耐压值来设定驱动LED的数量。例如，1个LED的耐压约为3V，因此，10个需要约30V的耐压的驱动IC，20个需要约60V的耐压的驱动IC。另外，如上所述，在串联连接多个LED并使其点亮的情况下，串联连接的多个LED 中即使任意一个成为开路故障时，在全部LED中都不流过电流，全部不点亮。另外，在短路故障时，在其它LED中流过电流，因此，其它LED维持点亮状态。近年来，已知在上述那样的使用多个LED的背光灯中，针对亮度不均或断线等的技术(例如参照专利文献3以及4)。此外，专利文献3所示的技术，在LED单元中检测出电气异常时，控制与被检测出电气异常的LED单元邻接配置的其它LED单元的电流控制部，使其它LED单元的发光亮度增大。另外，专利文献4所示的技术，LED驱动控制部，对于在排列方向上邻接的两个发光二极管，在将PWM调光的开/关(0N/0FF)的相位互相错开的状态下，使邻接的两个发光二极管点亮驱动。但是，如上述现有方法所示，当使用多个驱动IC时，由于各驱动IC的波动，在LED 中流过的电流发生波动，因此引起亮度不均，或者经年变化或温度漂移等影响中的波动因素扩大，使亮度的波动进一步增大。因此，希望构建使用高耐压的驱动IC来使用少量驱动IC，整体对多个LED进行串联驱动(Drive)，由此始终向各LED供给稳定的恒定电流的高耐压整体型LED控制系统。此外，还希望具有如下的LED旁路驱动电路当例如发生LED的开路故障时，如上述那样作为LED的串联连接中的断线对策，并联连接的开关电路能够自动进行接通动作，从而能够维持其它LED的点亮动作。专利文献1 日本特开2007-109691号公报专利文献2 日本特开2006-127798号公报专利文献3 日本特开2007-67313号公报专利文献4 日本特开2008-198430号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的发明，其目的在于提供用于通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。为了解决上述问题，本申请的发明采用了具有以下特征的用于解决问题的手段。本发明的第一方式是一种通过从多个发光元件发出的光对显示单元(11)进行照明的背光灯装置(10)，其中，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块(1 ；以及向所述发光元件块(1 供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元(13)，在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路(32 36)，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元(13)的电流提供给其它发光元件。根据本发明的第一方式，通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制，可以提供适当的背光。本发明的第二方式中，所述旁路电路(32 36)使用FET型开关电路、晶体管型开关电路以及齐纳二极管电路中的至少一种。本发明的第三方式中，所述驱动控制单元(13)，通过根据串联连接的所述发光元件的数量而决定的电压值，向所述发光元件块(1 中包含的全部发光元件供给电流。本发明的第四方式中，所述发光元件是LED (31)。本发明的第五方式中，具有第一至第四方式中任一方式所述的背光灯装置 (10)；以及通过所述背光灯装置(10)被照明的显示单元(49)，对应于由所述显示单元09) 显示的影像，对所述背光灯装置(10)的亮度进行补偿。本发明的第六方式中，具有块信息取得单元(43)，其把为了在所述显示单元
(49)上显示而输入的影像信号按帧分割为预定的块，取得每个该块的影像信息；以及块单位控制单元(44)，其进行用于以通过所述块信息取得单元分割而得的各块为单位补偿背光灯的亮度的控制，所述背光灯装置(10)，根据通过所述块单位控制单元04)获得的亮度控制信息，对所述显示单元G9)进行每个块的背光灯的驱动控制。本发明的第七方式中，具有背光灯亮度补偿单元(47)，其根据针对所述背光灯的所述亮度控制信息，进行针对输入的影像信号的补偿，通过所述显示单元G9)显示由所述背光灯亮度补偿单元G7)获得的影像信号。本发明的第八方式是一种通过从多个发光元件发出的光进行照明的照明装置
(50)，其中，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块；以及向所述发光元件块供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元(52)，在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路(32 36)，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元的电流提供给其它发光元件。
此外，上述参照符号仅作为参考，不由此将本发明限定为图示的形态。根据本发明，可以通过针对亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光。
图1表示背光灯装置的概要结构的一例。图2表示本实施方式中的块信息的一例。
图3表示LED背光灯的配置例。图4表示本实施方式中的缺陷LED旁路驱动控制的一例。图5表示本实施方式中的旁路电路的一例。图6表示本实施方式中的旁路电路的另一例。图7表示具备本实施方式中的背光灯装置的显示装置的功能结构的一例。图8是用于说明具备本实施方式中的背光灯装置的另一应用例的图。符号说明10LED背光灯驱动控制装置(背光灯装置)11显示单元12、22 元件块13,53驱动IC(LED驱动控制单元)14 控制 IC(PWM)15 驱动 IC 组21 元件(element)23亮度块3U52LED32开关电路(SW)33 电阻34FET 型开关(FET-SW)元件35晶体管型开关(Tr-SW)元件36齐纳二极管元件40显示装置41影像处理单元42影像信息分析单元43块信息取得单元44块单位控制单元45背光灯驱动控制单元46背光灯单元47背光灯亮度补偿单元48定时控制单元49显示单元50照明装置51灯主体
5
60电子广告牌系统6 IPC62电子广告牌63通信网络
具体实施例方式(关于本发明)在本发明中，为了防止由于在背光灯等中使用的多个排列的LED中的1个LED的断线导致其它LED熄灭，在每个LED中内置了基于自动开关(SW)等的旁路电路，在断线时自动短路来避免断线状态。即，在本发明中提供内置有开关电路的LED器件或外接开关电路。另外，在本发明中，通过LED驱动IC进行上述自动开关动作时的电流控制。具体来说， 通过驱动IC恒定地控制开关接通/断开时的LED电流。以下，使用附图等说明恰当地实施了用于实现上述特征的本发明中的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置的方式。此外，在以下所表示的实施方式的例子中，作为显示装置的一例而使用液晶显示装置(Liquid Crystal Display)，作为发出背光的发光元件的一例而使用LED，但是在本发明中不限定于此。另外，本发明中的背光灯装置，例如还可以提供给作为串联连接LED的设备的照明或电子广告牌、显示器等。(背光灯装置的概要结构例)首先，使用
本实施方式中的背光灯装置的概要。图1表示背光灯装置的概要结构的一例。图1所示的背光灯装置10，作为一例表示了 LED背光灯驱动控制装置，图 1(a)表示在液晶面板等显示单元11的端部设置背光灯部的边缘RGB类型(Edge RGB Type) 的现有的低压驱动器的结构例，图1(b)表示在显示单元11的端部设置背光灯部的边缘W 类型(Edge White Type)的本实施方式的高压驱动器的结构例，图1 (c)表示在显示单元11 的背面等设置背光灯部的顶部RGB类型(Top RGB Type)的结构例。此外，本发明中的LED 背光灯也可以是上述RGB类型或White类型等以外的类型，对LED的种类不特别进行限制。另外，如图1(a) (c)所示，在各个背光灯装置10中具有:LCD(Liquid Crystal Display)面板等显示单元11、以预定的间隔串联排列了多个发光元件(LED等)的元件块 12、作为驱动器器件的驱动IC(LED驱动控制单元)13、作为进行显示单元11等的背光灯的控制的主控制单元(主控制器)的控制IC(PWM) 14。在图1 (a)的例子中，1个控制IC(P丽)14进行4个驱动IC13-1 13-4的驱动控制。另外，在图1(b)的例子中，1个控制IC(PWM) 14进行1个驱动IC13的驱动控制。另外， 在图1 (c)的例子中，与1个控制IC(PWM) 14连接的多个驱动IC进行串联连接的驱动IC组 15-1 15-2的驱动控制。在上述结构中，各个LED背光灯驱动控制装置10，通过各控制IC(PWM) 14，进行生成的PWM(Pulse Width Modulation)等的脉冲宽度调制来生成控制信号，对驱动IC13或驱动IC15组输出用于使元件块中的LED在预定的时刻点亮的亮度控制信号。由此，驱动IC13 或驱动IC组15可以使分别负责的LED在预定的时刻点亮。此外，如图1 (a) (c)所示，1个驱动IC13或驱动IC组15控制多个亮度块的输出。另外，通过图1 (a)所示的控制IC(PWM) 14，作为低电压将最大5 24V的电压提供给低耐压的驱动IC13-1 13-4，通过图1 (b)所示的控制IC(PWM) 14，将对应于串联连接的LED 的数量而决定的高电压提供给高耐压的驱动IC13。此外，上述的高电压例如可以设为与串联连接的LED的数量成比例增加的电压，当将1个LED的Vf电压设为约3V时，串联连接50 个LED时成为约150V的电压，当串联连接100个LED时成为约300V的电压值。由此，图1 (a)所示的现有的低耐压的驱动IC13-1 13_4各自流过LED电流il、 i2、i3、i4，根据该电流值决定亮度。此时，电流差成为亮度差，发生亮度不均。但是，在作为本实施方式的图1(b)所示的高耐压的驱动IC13中，LED电流i为一个，因此亮度也与电流成比例。因此，根据本实施方式，通过高耐压驱动IC使电流供给线统一，可以始终提供稳定的电流，可以抑制LED的亮度不均。另外，如图1(c)所示，即使在显示单元11的画面的背面全体上配置LED的情况下，通过将驱动IC组15-1 15_2的驱动 IC设为高耐压，也可以削减驱动IC自身的数量，可以简化配线结构等。(关于背光灯的亮度控制)在上述本实施方式中应用的背光灯，例如被配置在IXD面板等显示单元11的背面或侧面等处。另外，背光灯例如由与RGB的各颜色对应的LED等发光元件构成，而且以多个发光元件为单位进行块化，使用与块化后的每个发光元件对应的驱动IC (Integrated Circuit)等进行亮度控制。在此，说明发光元件的块结构。图2表示可在本实施方式中应用的发光元件的块结构的一例。在图2中表示了 LCD背光灯用的LED。如图2(a)、(b)所示，在显示单元11的预定的画面显示区域中存在R、G、B的各个元件(element) 21r、21g、21b。另外，通过各色的元件21r、21g、21b构成了组(cell)，另外，构成了由多个组构成的元件块22(相当于上述元件块12)。另外，这些元件通过多接线或点接线与驱动IC连接。而且，多个元件块22以预定数量被配置在预定位置，构成了进行亮度补偿等控制的亮度控制块23。此外，在本实施方式中，图2(a)、(b)中表示了亮度控制块23的数量或配置例，但是在本发明中不限定于此，而根据显示单元11的画面尺寸等适当设定。另外，图2(a)、(b)所示的背光灯是被设置在LCD面板的背面的所谓的顶部类型 (Top Type)的结构，但是在本发明中不限定于此，例如也可以是被配置在显示单元11的画面的下侧或一边(右侧、左侧)或两边的所谓边缘类型(Edge Type)的结构。在此，图3表示LED背光灯的配置例。如图3 (a) (e)所示，例如在作为IXD面板等的显示单元11中，将上述多个LED配置在预定的位置的元件块12被设置在预定的位置。具体来说，可以对于显示单元11在上侧配置元件块12 (图3 (a))，也可以对于显示单元11在上下配置元件块12-1、12-2(图3(b))。而且，作为另一实施例，可以在显示单元 11中配置的左边或右边的一边上配置元件块12 (在图3(c)中为左边)，另外，也可以在左右两边上配置元件块12-1、12-2 (图3 (d)，而且，如上所述也可以在显示单元11的背面排列配置预定数量的元件块12 (图3 (e))。在本发明中不限定于上述的背光灯配置例，例如也可以配置在上下左右等处，或者成为组合上述例子中的多个例子的配置例。另外，上述元件块12可以根据例如从所输入的影像信号获得的APUAverage Picture Level 平均亮度电平)检测、亮度直方图检测、 颜色直方图检测、频率直方图检测中的至少一个的检测结果，分割为预定大小的块单位。此外，在本发明中不限定于此，例如也可以分割为预先设定的块单位。另外，在本实施方式中，当与上述元件块12串联连接的多个LED中，至少一个LED 由于使用的寿命等而产生了不点亮等缺陷时，为了使其不对其它LED造成影响，当存在缺陷LED时进行旁路驱动控制。以下，具体说明上述内容。(关于缺陷LED旁路驱动控制)图4表示本实施方式中的缺陷LED旁路驱动控制的一例。另外，图5表示本实施方式中的旁路电路的一例。在图5中表示了旁路驱动控制中的开关电路的一例。如上所述，当把在照明或LCD面板的背光灯中使用的LED31配置多个来使用时，例如串联配置多个LED31来点亮(图4(a))。在这种情况下，以往在串联连接的多个LED31中即使1个成为开路(Open)故障时，也在全部LED31中不流过电流，全部不点亮(图4(b))。因此，在本实施方式中，例如如图5所示，提供LED旁路驱动(Bypass Driving)电路，其当发生了 LED31的开路故障(open)时，并联连接的作为旁路电路的开关电路(SW) 32 自动从正常时的断开(off)状态变为接通(on)状态，维持其它LED31的点亮动作(图4(c)、 图 5(a))。另外，作为本实施方式中的旁路电路，例如如图5(b)所示，可以使用具有电阻33 和FET型开关(FET-Sff)元件34的FET-Sff电路。在这种情况下，例如如图4(b)所示，当串联连接的多个LED31中LED n5成为开路故障时，在图5 (b)所示的电阻33中流过电流， FET-Sff元件34进行接通(On)动作，LED n5的两端成为短路状态。由此，在其它LED中流过电流，因此可以维持其它LED的点亮状态。此外，图5所示的旁路电路，针对构成上述元件块12的串联连接的多个LED31的每个LED而设置。另外，作为图5所示的旁路电路，例如可以使用上述图5(a)、(b)所示的结构，但是在本发明中不限定于此，例如可以使用晶体管型开关(Tr-SW)电路或齐纳二极管电路等。在此，使用
使用了上述Tr-SW电路以及齐纳二极管电路的旁路电路结构。图6是表示本实施方式中的旁路电路的其它例子的图。此外，图6(a)表示Tr-SW电路的一例，图6(b)表示齐纳二极管电路的一例。此外，图6(a)、(b)表示了以上述那样串联连接的多个LED中的某一个LED31作为对象的例子。图6 (a)所示的Tr-SW电路具有电阻33和Tr-SW元件35。在此，当LED31正常动作时，Tr-SW元件35成为断开状态。另外，在LED31中发生了开路故障时，在图6 (a)所示的电阻33中流过电流，Tr-SW元件35成为接通状态，LED31的两端成为短路状态。由此，在其它LED中流过电流，因此可以维持其它LED的点亮状态。另外，图6(b)所示的齐纳二极管电路具有电阻33和齐纳二极管元件36。此外，齐纳二极管元件36的击穿电压在LED31的Vf电压以上。在此，当LED31正常动作时，齐纳二极管元件36成为断开状态。另外，当LED31中发生了开路故障时，在图6(b)所示的电路33中流过电流，齐纳二极管元件36成为接通状态，LED31的两端成为短路状态。由此，在其它LED中流过电流，可以维持其它LED的点亮状态。S卩，通过上述实施方式，即使某一个或多个LED中发生了开路故障，通过针对每个 LED设置上述旁路电路，能够抑制亮度降低，继续以放心的亮度电平进行使用。由此，能够实现MTBF(Mean Time Between Failure :平均故障间隔)的大幅度改善和故障对策费用的大幅度降低。另外，在本实施方式中，为使自动开关动作状态下的电压效果成为与原来的LED 的点亮时相等的值，通过如上所述那样配置电阻或二极管等，可以进行更稳定的驱动控制。此外，在本实施方式中，对于如上所述那样串联连接的多个LED的各LED，使用上述图5或图6所示的旁路电路中的至少一种，但是在本发明中不限定于此，例如也可以将上述结构中的多个结构组合。因此，例如也可以根据LED的颜色的差异或配置位置、点亮的频度等区分使用旁路电路。另外，在本实施方式中，也可以通过LED驱动IC进行上述自动开关动作时的电流控制。具体来说，通过驱动IC恒定地控制开关接通/断开时的LED电流。由此，可以进行稳定的背光灯驱动控制。(关于具备背光灯装置的显示装置)接着，使用
具备上述背光灯装置的显示装置的结构例。图7表示具备本实施方式中的背光灯装置的显示装置的功能结构的一例。图7所示的显示装置40具有影像处理单元41、影像信息分析单元42、块信息取得单元43、块单位控制单元44、背光灯驱动控制单元45、背光灯单元46、背光灯亮度补偿单元47、定时控制单元48、显示单元49。此外，在本实施方式中，例如背光灯驱动控制单元45或背光灯单元 46相当于上述背光灯装置。影像处理单元41在所输入的影像信号被压缩编码时进行该信号的解码，或者在通过限定接收广播等进行了扰频等加密处理的情况下，使用预先设定的密钥信息等进行解码(解扰)。即，影像处理单元41对输入的影像信号进行适当变换，以便能够通过后级的各结构对影像信号进行处理，从显示单元49显示影像。另外，影像处理单元41将所输入的信号输出到影像信息分析单元42、以及背光灯亮度补偿单元47。影像信息分析单元42对通过影像处理单元41输入的影像信号进行APL检测、亮度直方图检测、颜色直方图检测(色调、色饱和度)以及频率直方图检测中的至少一个信息的检测，根据检测出的信息进行影像信息的分析。即，通过影像信息分析单元42可以取得与影像(图像)对应的直方图信息或曲线图信息等，因此，根据这些信息最适当地进行与影像等对应的背光灯的亮度控制。另外，影像信息分析单元42将分析出的结果输出到块信息取得单元43。块信息取得单元43根据通过影像信息分析单元42获得的分析结果、和预先设定的针对影像信号的控制信号，设定每个块单位的大小(像素数、英寸等)等。如此，通过根据影像信息等设定块单位的大小，可以对应于影像信息来进行块单位的背光灯控制。此外，作为块信息取得单元43中的处理执行的定时，例如可以在来自外部的控制信号的输入的定时来执行处理，也可以根据预先设定的控制信息，在通过影像信息分析单元42输入了分析结果的信息的定时来执行处理。另外，块信息取得单元43将所取得的块信息输出到块单位控制单元44。块单位控制单元44根据通过块信息取得单元43取得的块信息，针对与影像信号对应的每个块控制背光灯的亮度，因此，例如以各块单位进行偏差(Off-set)控制或非线性补偿等。另外，块单位控制单元44，对应于与所输入的影像信号对应的各块单位的亮度控制信息，进行PWM(Pulse Width Modulation)等的脉冲调制处理来生成控制信号。此外，上述控制IC14被包含在块单位控制单元44中。块单位控制单元44对于上述驱动IC13，以预定的定时将针对预定的LED的控制亮度的亮度控制信号输出到背光灯驱动控制单元45。另外，块单位控制单元44将上述亮度控制信息输出到背光灯亮度补偿单元47。而且，块单位控制单元44将上述各块单位的偏差控制信息或非线性补偿信息输出到背光灯驱动控制单元45以及背光灯亮度补偿单元47。背光灯驱动控制单元45，对应于通过块单位控制单元44获得的每个块的亮度控制信号或偏差控制信息、非线性补偿信息等，进行与各块位置对应的背光灯的驱动控制，在预定的定时使背光灯单元46的LED点亮。此外，上述的驱动IC以及驱动IC组15被包含在背光灯驱动控制单元45中。另外，本实施方式中的背光灯驱动控制单元45，可以根据来自定时控制单元48的时钟信号，通过定时控制将用于驱动LED的控制信号输出到背光灯单元46，以便通过定时控制单元48与从显示单元49输出的影像信号同步地驱动背光灯。在此，背光灯通常与在IXD中设置的R(红)、G(绿)、B (蓝)的三种颜色的LED 元件等对应地分别被成对地设置。因此，理想地针对每个LED元件进行每个像素的调整，但是，在这种情况下，花费成本或处理时间。因此，在本实施方式中以预定的块单位进行处理。 由此可以实现成本的降低和高效化。背光灯驱动控制单元45将与各块对应的各个控制信号输出到背光灯单元46。背光灯单元46根据与所设定的各块对应的各个驱动控制信号，通过分别设定的预定的亮度控制，以预定的亮度电平使位于各块的预定的位置的LED点亮，将其光作为背光照射到显示单元49的画面上。背光灯亮度补偿单元47根据通过块单位控制单元44获得的亮度控制信息、偏差控制信息、非线性补偿信息，对于通过影像处理单元41获得的影像信号使用针对背光灯的驱动控制信息来进行亮度补偿。即，背光灯亮度补偿单元47对块单位的减光控制信息进行逆补偿来调整(trimming)，并使其反馈到影像信号侧。在此，背光灯例如位于显示单元49的背面等处，以亮度控制用的块单位进行动作。另外，背光灯的动作为不对影像信号的析像度造成影响的低析像度的亮度动作。因此， 根据本实施方式，可以防止产生与影像信号的亮度析像度的差这样的块亮度干涉干扰。可以在显示器画面上显示用户容易看见的最适当的影像。另外，背光灯亮度补偿单元47根据偏差控制信息以及非线性补偿信息进行影像信号的补偿，由此，可以与背光灯的脉冲控制功能等一起，进行亮度、对比度、颜色等的控制。在本实施方式中，背光灯亮度补偿单元47，通过亮度控制块的结构反馈到影像信号侧的信息变化，而且，需要还根据显示单元49的亮度透过率等恰当地调整补偿量。在这种情况下，用例如使用预先设定的亮度透过率检测用摄像机等检测出的结果，自动地调整反馈的信息。背光灯亮度补偿单元47将通过上述处理等补偿后的影像信号输出到定时控制单元48。定时控制单元48进行与显示单元49的画面的水平方向、垂直方向匹配地显示通过背光灯亮度补偿单元47获得的影像信号的时间的控制，生成在显示单元49的一个面上 1显示的图像信息，将生成的图像输出到显示单元49。而且，定时控制单元48，为了与画面上显示的影像同步地使背光灯单元46的背光灯点亮，对于背光灯驱动控制单元45，对应于向显示单元59输出影像信号的定时，将点亮与该影像信号对应的背光灯的定时控制信号输出到背光灯驱动控制单元45。由此，可以使显示单元49的影像输出、与背光灯单元46的与该影像对应的背光灯输出同步。显示单元49在画面上显示通过定时控制单元48生成的影像信息。此外，作为显示单元49例如可以使用LCD面板等，但是在本发明中不限定于此。通过上述的结构，在本实施方式中，可以使IXD面板等显示单元49的背光灯与影像内容关联地动态(Dynamic)动作，可以提供对比度更高的影像。即，根据本实施方式，可以进行与影像内容对应的最适当的背光灯控制。因此，可以改善进行LCD背光灯中的各种减光(dimming)动作时发生的对影像信号的亮度干涉干扰，可以使减光动作成为更适当的动作。另外，通过应用上述背光灯装置，通过针对亮度不均或断线的驱动控制，可以提供适当的背光。另外，在本实施方式中，除了通过现有的APL检测来处理的基准亮度控制以外，可以通过亮度直方图检测等实现最佳亮度控制，例如，通过进行颜色直方图检测，可以进行基于最佳白平衡(White Balance)控制等的、针对RGB的LED背光灯控制。即，在本实施方式中，仅使用各种直方图的检测结果可以进行背光灯亮度控制，另外，也可以组合APL的检测结果和各种直方图的检测结果来进行背光灯亮度控制。(背光灯装置的其它应用例)上述实施方式中的背光灯装置，不仅作为上述TV等的显示装置被使用，也可以广泛应用于例如照明或电子广告牌、其它各种显示器等。即，本实施方式中的背光灯装置，例如可以应用于将LED等发光元件串联连接的全部设备。因此，以下使用
背光灯装置的另一应用例。图8是用于说明具备本实施方式中的背光灯装置的另一应用例的图。此外，图 8(a)表示将本实施方式中的背光灯装置应用于照明装置的例子，图8(b)表示将本实施方式中的背光灯装置应用于电子广告牌系统的例子。图8 (a)所示的照明装置50，作为一例表示了 LED灯。具体来说，照明装置50在灯主体51内串联连接了多个LED52，各LED被配置在适合于照明方向的预定位置。此外，各 LED52也可以构成为上述发光元件块。另外，串联连接的多个1^052如图8仏)所示，与驱动IC(LED驱动控制单元)53连接，通过驱动IC53控制每个LED的驱动。通过这种结构，可以通过从多个LED发出的光进行照明。而且，在本实施方式中，对于图8 (a)所示的各LED52如上所述那样设置了旁路电路。因此，照明装置50在断线时也可以将来自驱动IC53的电流提供给其它LED。另外，图8(b)所示的电子广告牌系统60，作为一例具有1台PC(PerSOnal Computer)61和多个电子广告牌62(在图8(b)的例子中，为电子广告牌62_1、62_2)而构成。另外，PC61和多个电子广告牌经由因特网等所代表的通信网络63以能够收发数据的状态连接。
图8(b)所示的电子广告牌系统60中，可以将管理者等使用PC61生成、编辑的用于介绍商品说明或企业名等的内容等经由通信网络63在不同场所设置的多个电子广告牌 62上同时显示或更新。在此，上述的电子广告牌62使用例如大型的液晶显示器等，在这种大型的液晶显示器等中也可以应用上述背光灯装置。例如，在图8(b)所示的电子广告牌62中，如上所述，在使用了串联连接的多个 LED (发光元件块)和驱动IC的情况下，对各个LED设置了上述旁路电路。由此，电子广告牌62在断线时也可以将来自驱动IC的电流提供给其它LED。因此，在图8(a)、(b)所示的其它应用例中，也可以提供能够防止亮度不均，并且在断线时也能够强力地进行长时间的驱动的照明以及背光。而且，上述背光灯装置在PC61的液晶显示器中也同样可以应用。如上所述，根据本发明，可以提供用于通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制，提供适当的背光的背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。以上详细说明了本发明的优选实施例，但是本发明不限定于上述特定的实施方式，在请求专利保护的范围所记载的本发明的主旨范围内可以进行各种变形、变更。
权利要求
1.一种通过从多个发光元件发出的光对显示单元进行照明的背光灯装置，该背光灯装置的特征在于，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块；以及向所述发光元件块供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元， 在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元的电流提供给其它发光元件。
2.根据权利要求1所述的背光灯装置，其特征在于，所述旁路电路使用FET型开关电路、晶体管型开关电路以及齐纳二极管电路中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的背光灯装置，其特征在于，所述驱动控制单元，通过根据串联连接的所述发光元件的数量而决定的电压值，向所述发光元件块中包含的全部发光元件供给电流。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的背光灯装置，其特征在于， 所述发光元件是LED。
5.一种显示装置，其特征在于，具有权利要求1至4中任一项所述的背光灯装置；以及通过所述背光灯装置被照明的显示单元，对应于由所述显示单元显示的影像，对所述背光灯装置的亮度进行补偿。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，具有块信息取得单元，其把为了在所述显示单元上显示而输入的影像信号按帧分割为预定的块，取得每个该块的影像信息；以及块单位控制单元，其进行用于以通过所述块信息取得单元分割而得的各块为单位补偿背光灯的亮度的控制，所述背光灯装置，根据通过所述块单位控制单元获得的亮度控制信息，对所述显示单元进行每个块的背光灯的驱动控制。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置具有背光灯亮度补偿单元，其根据针对所述背光灯的所述亮度控制信息，进行针对输入的影像信号的补偿，通过所述显示单元显示由所述背光灯亮度补偿单元获得的影像信号。
8.—种通过从多个发光元件发出的光进行照明的照明装置，该照明装置的特征在于， 具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块；以及向所述发光元件块供给电流，控制每个所述发光元件的驱动的驱动控制单元， 在所述多个发光元件中，针对每个所述发光元件设置旁路电路，以便即使在断线时也能把来自所述驱动控制单元的电流提供给其它发光元件。
全文摘要
本发明提供一种背光灯装置、具备该背光灯装置的显示装置以及照明装置。通过针对背光灯的亮度不均或断线的驱动控制来提供适当的背光。在通过从多个发光元件发出的光对显示单元(11)进行照明的背光灯装置(10)中，具有将所述多个发光元件串联连接的发光元件块(12)、以及向所述发光元件块(12)供给电流，控制所述每个发光元件的驱动的驱动控制单元(13)，在所述多个发光元件中，针对所述每个发光元件设置旁路电路(32～36)，以便在断线时也将来自所述驱动控制单元(13)的电流提供给其它发光元件，由此解决上述问题。
文档编号G09G3/34GK102446496SQ20111026328
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月2日 优先权日2010年9月3日
发明者安达武志 申请人:三美电机株式会社, 有限会社Atrc
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