(57)【要約】【課題】複数の発光ユニットからなる発光ユニットのアレイを有し、各発光ユニットの輝度を個別に制御することができる光源装置を提供する。【解決手段】バックライトモジュールに適用可能な光源装置は、駆動電流を生成する電流源ユニット、電流源ユニットと直列接続される複数の発光ユニット、複数の発光ユニットに対応する複数のバイパスユニット、複数の発光ユニットに対応する複数の光センサーユニット及び制御ユニットを含む。複数のバイパスユニットは、対応する複数の発光ユニットにバイパス経路をそれぞれ提供する。複数の光センサーユニットは、複数の発光ユニットの輝度を検出する。制御ユニットは、複数の発光ユニットの輝度に基づいて、複数のバイパスユニットに対応する複数のバイパスユニット制御信号を生成し、対応する複数のバイパス経路の導通状態をそれぞれ制御し、複数の発光ユニットの輝度を個別に制御する。【選択図】図２
2009054566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトモジュールに適用可能な光源装置であって、
駆動電流を提供する電流源ユニットと、
前記電流源ユニットと直列接続される複数の発光ユニットと、
前記複数の発光ユニットに対応し、対応する前記複数の発光ユニットにバイパス経路をそれぞれ提供する複数のバイパスユニットと、
前記複数の発光ユニットに対応し、前記複数の発光ユニットの輝度を検出する複数の光センサーユニットと、
前記複数の発光ユニットの輝度に基づいて前記複数のバイパスユニットに対応する複数のバイパスユニット制御信号を生成し、対応する前記複数のバイパス経路の導通状態を個別に制御し、前記複数の発光ユニットの輝度を制御する制御ユニットと、
を含む、
光源装置。
【請求項２】
各々の前記バイパスユニットは、対応する各々の前記発光ユニットと並列接続されるスイッチであり、各々の前記バイパスユニットの導通状態は、対応する各々の前記バイパスユニット制御信号により制御される、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
各々の前記バイパスユニット制御信号は、パルス幅変調信号である、
請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記複数の発光ユニットの輝度に基づいて、対応する前記複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクルを制御する、
請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記制御ユニットにより前記複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクルを下げるときに、前記複数の発光ユニットの輝度が上がる、
請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記制御ユニットにより前記複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクルを上げるときに、前記複数の発光ユニットの輝度が下がる、
請求項４に記載の光源装置。
【請求項７】
前記電流源ユニットと前記複数の発光ユニットとの間に位置し、前記電流源ユニットと前記複数の発光ユニットとの間に接続される駆動電流スイッチをさらに含む、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記制御ユニットは、前記駆動電流スイッチの導通状態を制御するための駆動電流制御信号をさらに生成する、
請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記駆動電流制御信号は、パルス幅制御信号である、
請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記制御ユニットは、さらに、前記複数の発光ユニットの輝度に基づいて、前記駆動電流制御信号のデューティサイクルを制御する、
請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記制御ユニットにより前記駆動電流制御信号のデューティサイクルを上げるときに、前記複数の発光ユニットの輝度が上がる、
請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記制御ユニットにより前記駆動電流制御信号のデューティサイクルを下げるときに、前記複数の発光ユニットの輝度が下がる、
請求項１０に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置に関し、特に、バックライトモジュールの光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に採用されるバックライトモジュールは、通常、発光ユニットのアレイ、即ち、光源装置を含む。該発光ユニットのアレイは、複数の発光ユニットを含む。図１は、従来の発光ユニットのアレイの一実施例を示すものであり、そのうち、４×４個の発光ユニットＬＥＤを含む。図に示すように、複数の発光ユニットＬＥＤは、直列接続されてこの発光ユニットのアレイの一行を構成する。同一行に位置する発光ユニットＬＥＤは、同一の駆動電流Ｉを共用する。
【０００３】
この従来の発光ユニットのアレイの欠点は、各発光ユニットＬＥＤの輝度を個別に制御することができないことにある。図１を参照する。同一行に位置する発光ユニットＬＥＤは、駆動電流Ｉを共用するので、そのうち、発光特性が異なる発光ユニットＬＥＤが存在した場合、この発光ユニットＬＥＤの輝度は、同一行に位置する他の発光ユニットＬＥＤの輝度と明らかに異なることになる。また、一行において、一つの発光ユニットＬＥＤが壊れた場合、同一行に位置する他の全ての発光ユニットＬＥＤも発光できなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、複数の発光ユニットからなる発光ユニットのアレイを有し、各発光ユニットの輝度を個別に制御することができ、且つ発光ユニットのアレイの輝度を均一化するバックライトモジュールの光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した目的を達成するために、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの光源装置は、駆動電流を提供する電流源ユニット、複数の発光ユニット、複数のバイパスユニット、複数の光センサーユニット及び制御ユニットを含む。複数の発光ユニットは、電流源ユニットと直列接続される。複数のバイパスユニットは、複数の発光ユニットに対応し、それぞれ、対応する発光ユニットにバイパス経路を提供する。複数の光センサーユニットは、複数の発光ユニットに対応し、複数の発光ユニットの輝度を検出し、そして、検出したデータを制御ユニットに伝送する。制御ユニットは、複数の発光ユニットの輝度に基づいて、複数のバイパスユニットに対応する複数のバイパスユニット制御信号を生成し、対応する複数のバイパス経路の導通状態を個別に制御することにより、複数の発光ユニットの輝度を制御する。
【０００６】
本発明の一実施例において、各々のバイパスユニットは、対応する各々の発光ユニットと並列接続されるスイッチであってもよく、その導通状態は、対応する各々のバイパスユニット制御信号により制御される。各々のバイパスユニット制御信号は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号であっても良い。制御ユニットは、複数の発光ユニットの輝度に基づいて、対応する複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクル（ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）を制御する。詳細に言えば、制御ユニットにより複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクルを下げるときに、複数の発光ユニットの輝度が上がり、制御ユニットにより複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクルを上げるときに、複数の発光ユニットの輝度が下がる。他の実施例において、制御ユニットは、複数の発光ユニットの輝度が不足であるときに、対応する複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクルを下げ、複数の発光ユニットの輝度が明る過ぎるときに、対応する複数のバイパスユニット制御信号のデューティサイクルを上げる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、複数の発光ユニットからなる発光ユニットのアレイを有し、各発光ユニットの輝度を個別に制御することができ、且つ発光ユニットのアレイの輝度を均一化するバックライトモジュールの光源装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
なお、次の各実施例の説明は、添付した図面を参照して行われたものであり、本発明の実施可能な特定の実施例を例として示すために用いられる。本発明に言及した方向の用語、例えば、上、下、前、後、左、右などは、添付した図面の方向を参考するためのみである。よって、以下に使用された方向の用語は、説明のために用いられ、本発明を制限するためのものでない。
【００１０】
図２は、本発明によるバックライトモジュールの光源装置の一実施例を示す図である。この光源装置は、電流源ユニット２０２、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５、複数のバイパスユニットＢ１〜Ｂ５、複数の光センサーユニットＳ１〜Ｓ５及び制御ユニット２０６を含む。複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、電流源ユニット２０２に直列接続される。電流源ユニット２０２は、駆動電流Ｉを提供する。図２に示すように、複数のバイパスユニットＢ１〜Ｂ５は、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５に対応し、それぞれ、発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５にバイパス経路を提供する。複数の光センサーユニットＳ１〜Ｓ５は、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５に対応し、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度を検出する。制御ユニット２０６は、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度に基づいて、複数のバイパスユニットＢ１〜Ｂ５に対応する複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５を生成する。複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５は、複数のバイパス経路の導通状態を個別に制御するために用いられる。制御ユニット２０６は、複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５を調整することにより、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度を制御する。
【００１１】
各バイパスユニットＢ１〜Ｂ５は、対応する各発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５と並列接続されるスイッチであっても良く、その導通状態は、対応する各バイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５により制御される。図２を参照する。この実施例では、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）により複数のバイパスユニットＢ１〜Ｂ５を実現する。バイパスユニットＢ１（一つのバイポーラ接合トランジスタで実現されたものである）を例とすれば、その対応するバイパスユニット制御信号は、該バイポーラ接合トランジスタ（Ｂ１）のベースに接続される信号Ｃ１である。バイパスユニット制御信号Ｃ１が高レベルであるときに、該バイポーラ接合トランジスタ（Ｂ１）が導通し駆動電流Ｉのためのバイパス経路を生成し、これにより、電流を発光ユニットＬＥＤ１を流せず、ＬＥＤ１が発光しなくなる。
【００１２】
人の目の残像特性により、本実施例は、ＰＷＭ信号を複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５として採用しても良く、複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５のデューティサイクルを調整することにより、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度を変更する。短時間の区間内において、発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の発光時間が長ければ長いほど、残像特性により人の目に輝度が高いとの感覚が与えられる。
【００１３】
図２の実施例を参照する。制御ユニット２０６は、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度に基づいて複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５のデューティサイクルを制御し、対応するバイパス経路の導通状態を個別に制御することにより、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度を個別に調整する。図２の実施例と例とすれば、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、対応する複数のバイパスユニットＢ１〜Ｂ５がバイパス経路を提供しないときにのみ発光し、複数のバイパスユニットＢ１〜Ｂ５は、対応するバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５が高レベルであるときにのみバイパス経路を提供する。よって、パルス幅変調技術により、複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５のデューティサイクルが長ければ長いほど、対応する複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が低い。詳細に言えば、制御ユニット２０６により複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５のデューティサイクルを下げるときに、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が高くなり、制御ユニット２０６により複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５のデューティサイクルを上げるときに、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が低くなる。よって、図２に示す実施例において、制御ユニット２０６は、発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が不足であるときに、対応する複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５のデューティサイクルを下げ、発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が明る過ぎるときに、複数のバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５のデューティサイクルを上げる。この光源装置の利点は、発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を個別に制御することができることにある。また、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５のうち、何れの発光ユニットが壊れた場合、制御ユニット２０６は、その対応するバイパスユニット制御信号Ｃ１〜Ｃ５が常に高レベルであるようにすることにより、バイパス経路を生成し、駆動電流Ｉをこの壊れた発光ユニットを流せないようにする。これにより、壊れた発光ユニットが他の発光ユニットの動作に影響を与えることを避けることができる。
【００１４】
この光源装置の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、発光ダイオードのみを含むものでない。本発明の他の実施例において、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、並列接続される複数の発光ダイオード、直列接続される複数の発光ダイオードまたは他の発光装置を含んでも良い。
【００１５】
図３は、本発明の光源装置の他の実施例を示す図である。図２に比べ、図３の光源装置は、駆動電流スイッチＳＷをさらに含む。駆動電流スイッチＳＷは、電流源ユニット２０２と複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５との間に接続される。この実施例における制御ユニット３０２は、駆動電流スイッチＳＷの導通状態を制御するための駆動電流信号ＣＳをさらに生成する。同様に、人の目の残像特性により、駆動電流制御信号ＣＳは、パルス幅制御信号であっても良い。制御ユニット３０２は、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度に基づいて駆動電流制御信号ＣＳのデューティサイクルを制御する。詳細に言えば、制御ユニット３０２により駆動電流制御信号ＣＳのデューティサイクルを上げるときに、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が高くなり、制御ユニット３０２により駆動電流制御信号ＣＳのデューティサイクルを下げるときに、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が低くなる。よって、一実施例において、制御ユニット３０２は、発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が不足であるときに、駆動電流制御信号ＣＳのデューティサイクルを上げ、複数の発光ユニットＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の輝度が明る過ぎるときに、駆動電流制御信号ＣＳのデューティサイクルを下げる。
【００１６】
このバックライトの光源装置は、フルカラースクリーンに応用されても良い。図４は、本発明がフルカラースクリーンに応用されるときの様子を示す図である。フルカラーバックライトプレート４０２は、複数のフルカラー発光ユニットＦＣを含む。各フルカラー発光ユニットＦＣは、赤色発光ユニットＲ、緑色発光ユニットＧ及び青色発光ユニットＢを含む。赤色発光ユニットＲは、赤色発光ユニットのバイパスユニット（図示せず）に対応する。緑色発光ユニットＧは、緑色発光ユニットのバイパスユニット（図示せず）に対応する。青色発光ユニットＢは、青色発光ユニットのバイパスユニット（図示せず）に対応する。図４に示すように、感光装置４０４は、複数のフルカラー発光ユニットＦＣに対応する複数のフルカラー光センサーユニットＦＣＳを含む。フルカラーユニットＦＣＳは、赤色発光ユニットＲに対応する赤色光センサーユニットＲＳ、緑色発光ユニットＧに対応する緑色光センサーユニットＧＳ及び青色発光ユニットに対応する青色光センサーユニットＢＳを含む。制御ユニット４０４は、前述した発光ユニットＲ、Ｇ及びＢの輝度を検出するために用いられる。制御ユニット４０６は、発光ユニットＲ、Ｇ及びＢの輝度に基づいて制御信号を生成し、発光ユニットＲ、Ｇ及びＢの対応するバイパスユニットを個別に制御することにより、発光ユニットＲ、Ｇ及びＢの輝度を個別に調整する。
【００１７】
図５は、フルカラーバックライトプレート４０３のうち、複数の赤色発光ユニット及びそれらの対応する複数の赤色発光ユニットのバイパスユニットの構造を示す図である。図４に比べ、図５は、直列接続される２４個の赤色発光ユニットＲＵ０〜ＲＵ２３を含む。図に示すように、各赤色発光ユニット（例えば、ＲＵ０）は、五つの並列される赤色発光ダイオードを含む。赤色発光ユニットのバイパスユニットＢＲ０〜ＢＲ２３は、それぞれ、複数の赤色発光ユニットＲＵ０〜ＲＵ２３と並列接続され、複数の赤色発光ユニットＲＵ０〜ＲＵ２３の駆動電流ＩＲのためのバイパス経路をそれぞれ提供する。複数の赤色発光ユニットのバイパスユニットＢＲ０〜ＢＲ２３の制御信号は、それぞれ、ＣＲ０〜ＣＲ２３である。図に示すように、前述した制御信号が高レベルであるときに、対応する赤色発光ユニットのバイパスユニットは、駆動電流ＩＲのためのバイパス回路を提供するので、対応する赤色発光ユニットは、発光しなくなる。制御信号ＣＲ０〜ＣＲ２３は、ＰＷＭ信号であっても良い。図４の制御信号ユニット４０６は、複数の発光ユニットＲＵ０〜ＲＵ２３の輝度に基づいて複数の制御信号ＣＲ０〜ＣＲ２３のデューティサイクルを調整することにより、複数の発光ユニットの輝度ＲＵ０〜ＲＵ２３の輝度を個別に制御する。
【００１８】
図４の緑色発光ユニット及びその対応する緑色発光ユニットのバイパスユニットの構造は、図５とほぼ同じであり、青色発光ユニット及びその対応する青色発光ユニットのバイパスの構造も図５とほぼ同じである。
【００１９】
バックライトモジュールの光源装置は、各発光ユニットの輝度を個別に制御し、且つ発光ユニットのアレイの輝度を均一化することができ、また、複数の発光ユニットのうち何れの一つが壊れた場合、制御ユニットは、その対応するバイパスユニット制御信号が常に高レベルであるようにすることにより、バイパス経路を生成し、駆動電流をその壊れた発光ユニットを流せないようにするので、壊れた発光ユニットが他の発光ユニットの動作に影響を与えることを避けることができる。さらに、各発光ユニットの輝度を調整することにより、映像の内容に基づいて制御信号を動的に生成し、画面の明るいべき箇所に位置する発光ユニットを明るく調整し、画面の暗いべき箇所に位置する発光ユニットを暗く調整することにより、画面コントラストを大きくすることができる。
【００２０】
本発明が前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の精神と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の部分と発明の名称は、特許文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の発光ユニットのアレイを示す図である。
【図２】本発明の光源装置の一実施例を示す図である。
【図３】本発明の光源装置の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明がフルカラースクリーンに応用されるときの様子を示す図である。
【図５】フルカラーバックライトプレート４０２のうち複数の赤色発光ユニットＲ及びそれらの対応する複数の赤色発光ユニットのバイパスユニットの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
２０２  電流源ユニット
２０６  制御ユニット
３０２  制御ユニット
４２０  フルカラーバックライトプレート
４０４  感光装置
４０６  制御ユニット
Ｂ１〜Ｂ５  バイパスユニット
Ｂ  青色発光ユニット
ＢＳ  青色光センサーユニット
ＢＲ０〜ＢＲ２３  赤色発光ユニットのバイパスユニット
Ｃ１〜Ｃ５  バイパスユニットの制御信号
ＣＲ０〜ＣＲ２３  赤色発光ユニットのバイパスユニットの制御信号
ＣＳ  駆動電流制御信号
ＦＣ  フルカラー発光ユニット
ＦＣＳ  フルカラー光センサーユニット
Ｇ  緑色発光ユニット
ＧＳ  緑色光センサーユニット
Ｉ  駆動電流
ＩＲ  赤色発光ユニットの駆動電流
ＬＥＤ、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５  発光ユニット
Ｒ  赤色発光ユニット
ＲＳ  赤色発光ユニット
ＲＵ０〜ＲＵ２３  赤色発光ユニット
Ｓ１〜Ｓ５  光センサーユニット
ＳＷ  駆動電流スイッチ
ＶＤＤ  電源
【図１】
2009054566.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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