СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ПРИЕМНИК
METHOD TO CONTROL CAPACITY OF LIGHT-EMITTING DEVICE FOR IMAGE DISPLAY, LIGHT-EMITTING DEVICE FOR IMAGE DISPLAY, DISPLAY DEVICE AND TELEVISION RECEIVER

ОПИСАНИЕ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений, светоизлучающему устройству для отображения изображений, устройству отображения и телевизионному приемнику, а более точно относится к способу регулирования по ограничению мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Регулирование мощности (регулирование яркости) устройства подсветки, включающего в себя CCFT (люминесцентную лампу с холодным катодом), которое используется в качестве осветительного устройства у устройства жидкокристаллического дисплея, такого как жидкокристаллический телевизор, выполняется на основании значений APL (среднего уровня яркости изображения).
В последние годы было известно устройство подсветки, включающее в себя множество СИД (светоизлучающих диодов, LED). Также было известно устройство подсветки с зоновым управлением, включающее в себя осветительное средство, которое разделяет свет подсветки из устройства подсветки на основе СИД на множество зон и излучает его (например, обратитесь к Патентному документу 1). Такое устройство подсветки с зоновым управлением регулирует свет подсветки для каждой раздельной зоны.
[Патентный документ 1] Публикация №2005-258403 нерассмотренной заявки на выдачу патента Японии.
(Проблема, которая должна быть решена изобретением)
Однако при регулировании мощности устройства подсветки с зоновым управлением может не быть относительной зависимости между мощностью устройства подсветки и значением APL в некотором способе определения яркости зоны. То есть реальная мощность подсветки может не быть равной мощности, полученной регулированием мощности на основании значения APL. Поэтому в некоторых случаях регулирование мощности, особенно регулирование предельного значения мощности устройства подсветки с зоновым управлением может не выполняться надлежащим образом на основании значений APL. Например, яркость каждой зоны определяется максимальным значением яркости в шаблоне отображения для получения пиковой яркости отображаемого изображения. В таком случае, если отображаемое изображение формируется повторением прямоугольных шаблонов, имеющих высокую яркость только в средней части, мощность подсветки увеличивается по сравнению с регулированием мощности на основании значения APL. Поэтому в таком случае регулирование предельного значения мощности подсветки не может выполняться посредством определения на основании значения APL.
Для энергосбережения и предотвращения тепловыделения предопределенное допустимое значение (предельное значение) нормально устанавливается для потребляемой мощности устройства подсветки. Регулирование предельного значения мощности выполняется для использования устройства подсветки с потребляемой мощностью в пределах предопределенного допустимого диапазона. Однако устройству подсветки (светоизлучающее устройство для отображения изображений) требуется обеспечивать освещение, которое дает возможность отображения четкого изображения, имеющего пиковую яркость, даже если выполняется регулирование предельного значения мощности.
РАСКРЫТИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение было сделано ввиду вышеизложенных обстоятельств. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ регулирования мощности осветительного устройства для отображения изображений и осветительного устройства для отображения изображений, которое выполняет регулирование предельного значения мощности надлежащим образом и дает возможность отображения изображений, имеющего пиковую яркость в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности. Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство отображения, включающее в себя такую осветительную функцию, и телевизионный приемник, включающий в себя такое устройство изображения.
(Средство для решения проблемы)
Для решения вышеприведенной проблемы в светоизлучающем устройстве для отображения изображений, которое излучает свет из множества раздельных зон и включает в себя множество светоизлучающих узлов, имеющих по меньшей мере один светоизлучающий элемент, способ для регулирования мощности светоизлучающего устройства согласно настоящему изобретению включает в себя этап определения данных яркости излучения света для определения данных яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента на основании данных изображения для отображения изображений и этап управления светоизлучающими элементами для выполнения множества последовательностей операций управления светоизлучающим элементом, имеющих отношение к каждому светоизлучающему элементу, на основании данных яркости излучения света. Этап управления светоизлучающими элементами включает в себя этап обработки вычисления мощности для вычисления мощности в каждой зоне и полной мощности излучения света на основании данных яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента в каждой зоне и этап обработки ограничения мощности для ограничения мощности в каждой зоне, если вычисленная полная мощность излучения света превышает предопределенную допустимую мощность, так что полная мощность излучения света равна предопределенной допустимой мощности или меньшей.
Согласно настоящему изобретению, светоизлучающее устройство для отображения изображений с излучением света из раздельных зон включает в себя множество светоизлучающих узлов, каждый соответствует каждой из зон и имеет по меньшей мере один светоизлучающий элемент, схему возбуждения зоны, сконфигурированную для определения данных яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента на основании данных изображения для отображения изображений, и схему управления светоизлучающими элементами, сконфигурированную для выполнения последовательностей операций управления излучением света, относящихся к каждому светоизлучающему элементу, на основании данных яркости излучения света. Схема управления светоизлучающими элементами включает в себя схему вычисления мощности, сконфигурированную для выполнения последовательности операций вычисления мощности для вычисления мощности в каждой зоне и полной мощности излучения света на основании данных яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента для каждой зоны, и схему ограничителя мощности, сконфигурированную для выполнения последовательности операций ограничения мощности, если вычисленная полная мощность излучения света превышает предопределенную допустимую мощность, последовательность операций ограничения мощности ограничивает мощность в каждой зоне, так что полная мощность излучения света равна предопределенной допустимой мощности или меньшей.
Согласно способу и конфигурации устройства, мощность излучения света вычисляется для каждой зоны, и полная мощность излучения света вычисляется на основании мощности излучения света для каждой зоны. Если вычисленная полная мощность излучения света превышает предопределенную допустимую мощность, мощность в каждой зоне ограничивается так, что полная мощность излучения света равна или меньше, чем предопределенная допустимая мощность. Поэтому если мощность излучения света регулируется для каждой зоны, регулирование предельного значения мощности выполняется надлежащим образом. Кроме того, поскольку данные яркости испускания света для каждой зоны, которые являются мощностью для каждой зоны, определяются на основании данных изображения, соответствующих каждой зоне, мощность определяется для каждой зоны в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности. Это дает возможность отображения изображения, имеющего пиковую яркость в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности. Следует отметить, что высказывание «для отображения изображений» упоминается, чтобы учитывать, что светоизлучающее устройство отображает изображение и что светоизлучающее устройство создает другое устройство для отображения изображения.
В способе регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений или светоизлучающем устройстве для отображения изображений последовательность операций ограничения мощности может быть сконфигурирована для вычисления предельного отношения, которое является процентным отношением допустимой мощности в полной мощности излучения света, и ограничения мощности в каждой зоне умножением мощности в каждой зоне на предельное отношение.
Согласно такой конфигурации, полная мощность излучения света светоизлучающего устройства предпочтительно регулируется, чтобы быть в пределах предопределенной допустимой мощности.
В способе регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений или светоизлучающем устройстве для отображения изображений каждый из светоизлучающих узлов может включать в себя множество светоизлучающих элементов, испускающих свет разных цветов, а в последовательности операций вычисления мощности может вычисляться величина мощности каждого цвета излучения света, и полная мощность излучения света вычисляется на основании суммы величин мощности каждого цвета испускания света, и в последовательности операций ограничения мощности мощность излучения света каждого цвета излучения света может умножаться на одно и то же предельное отношение для ограничения мощности в каждой зоне.
Согласно такой конфигурации, если каждый светоизлучающий узел (каждая зона) включает в себя множество светоизлучающих элементов, испускающих свет разных цветов, мощность светоизлучающего устройства ограничивается без изменения цветового тона.
В способе регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений или светоизлучающем устройстве для отображения изображений последовательность операций вычисления мощности и последовательность операций ограничения мощности могут выполняться на заключительной стадии в последовательностях операций управления излучением света у последовательности операций управления светоизлучающими элементами.
Согласно такой конфигурации, если последовательности операций управления излучением света, относящиеся к каждому светоизлучающему элементу, такие как последовательность операций настройки баланса белого и температурной коррекции, выполняются на основании данных яркости излучения света, последовательность операций ограничения мощности выполняется после последовательностей операций управления излучением света. Поэтому по сравнению со случаем, в котором регулирование предельного значения мощности выполняется до последовательностей операций управления излучением света, последовательность операций ограничения мощности должна с меньшей вероятностью находиться под влиянием последовательностей операций управления излучением света. Таким образом, последовательность операций ограничения мощности выполняется на заключительной стадии в последовательности операций управления излучением света. Поэтому даже если данные яркости излучения света корректируются до последовательности операций ограничения мощности, требуемая операция ограничения мощности выполняется на основании скорректированных данных яркости излучения света.
В способе регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений или светоизлучающем устройстве для отображения изображений данные яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента могут определяться на основании максимального значения данных изображения объекта, который должен освещаться, соответствующих зоне.
Согласно такой конфигурации, поскольку данные яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента определяются на основании максимального значения данных изображения, регулирование мощности выполняется при условии, которое строже, чем действующее состояние, то есть при условии, что полная мощность излучения света превышает предопределенную допустимую мощность. Поэтому в этом случае предпочтительно, чтобы энергосбережение в осветительном устройстве было очень желательным.
В способе регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений или светоизлучающем устройстве для отображения изображений данные яркости излучения света могут включать в себя данные формирования ШИМ (широтно-импульсной модуляции, PWM), которые управляют яркостью излучения света светоизлучающего элемента ШИМ-сигналом, и каждая мощность может вычисляться в качестве значения ШИМ на основании данных формирования ШИМ в последовательности операций вычисления мощности и последовательности операций ограничения мощности, и формируется ШИМ-сигнал, имеющий значение ШИМ, которое ограничено последовательностью операций ограничения мощности.
Когда излучение света из каждого светоизлучающего элемента управляется ШИМ-сигналом, потребляемая мощность светоизлучающего элемента является соответствующей (по существу пропорциональной) значению ШИМ (коэффициенту заполнения) ШИМ-сигнала. То есть время излучения света каждого светоизлучающего элемента изменяется согласно увеличению или уменьшению значения ШИМ (коэффициента заполнения), и это увеличивает или уменьшает потребляемую мощность каждого светоизлучающего элемента. Поэтому, согласно такой конфигурации, вычисление, относящееся к последовательности операций ограничения мощности, выполняется надлежащим образом с использованием данных формирования ШИМ, которые являются цифровыми данными для формирования ШИМ-сигнала. Поэтому не требуется детектировать аналоговые данные, такие как ток.
В способе регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений или светоизлучающем устройстве для отображения изображений светоизлучающее устройство может быть устройством подсветки, которое освещает объект, который должен быть освещен с его задней стороны для отображения изображения.
Такая конфигурация дает устройство подсветки, в котором регулирование предельного значения мощности выполняется надлежащим образом при зоновом регулировании и которое дает возможность отображения изображений, и имеющего пиковую яркость на объекте, который должен освещаться.
В способе регулирования мощности светоизлучающего устройства для отображения изображений или светоизлучающем устройстве для отображения изображений объектом, который должен освещаться, может быть устройство жидкокристаллического дисплея.
Согласно такой конфигурации, изображение, имеющее пиковую яркость, отображается на устройстве жидкокристаллического дисплея в предопределенном допустимом диапазоне мощности устройства подсветки.
Устройство отображения по настоящему изобретению регулирует яркость осветительного устройства в предопределенном допустимом диапазоне мощности и включает в себя дисплейную панель (панель отображения), включающую в себя множество элементов отображения, а осветительное устройство сконфигурировано для излучения света из раздельных областей, чтобы освещать дисплейную панель с задней стороны. Устройство отображения включает в себя осветительное устройство, включающее в себя множество светоизлучающих узлов, каждый из которых соответствует каждой зоне и имеет по меньшей мере один светоизлучающий элемент, секцию управления отображением, сконфигурированную для управления панелью отображения и осветительным устройством. Секция управления отображением включает в себя схему возбуждения зоны, сконфигурированную для определения данных яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента на основании данных изображения на панели отображения, и схему управления светоизлучающими элементами, сконфигурированную для выполнения множества последовательностей операций управления излучением света, относящихся к каждому светоизлучающему элементу. Схема управления светоизлучающими элементами включает в себя схему вычисления мощности, сконфигурированную для выполнения последовательности операций вычисления мощности для вычисления мощности в каждой зоне и полной мощности излучения света на основании данных яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента в каждой зоне, и схему ограничителя мощности, сконфигурированную для выполнения последовательности операций ограничения мощности для ограничения мощности в каждой зоне так, что полная мощность излучения света равна предопределенной допустимой мощности или меньшей, если вычисленная полная мощность излучения света превышает предопределенную допустимую мощность.
Согласно такой конфигурации, изображение, имеющее пиковую яркость, отображается на устройстве отображения в предопределенном допустимом диапазоне мощности осветительного устройства.
В устройстве отображения по настоящему изобретению схема ограничителя мощности может вычислять предельное отношение, которое является процентным отношением допустимой мощности в полной мощности излучения света, и умножать мощность в каждой зоне на предельное отношение, чтобы ограничивать мощность в каждой зоне.
В устройстве отображения по настоящему изобретению каждый светоизлучающий узел может включать в себя множество светоизлучающих элементов, испускающих свет разных цветов, и схема вычисления мощности может вычислять величину мощности каждого цвета излучения света и вычислять полную мощность излучения света на основании суммы величин мощности каждого цвета излучения света, а схема ограничителя мощности может умножать мощность излучения света каждого цвета излучения света на одно и то же предельное отношение, чтобы ограничивать мощность в каждой зоне.
В устройстве отображения по настоящему изобретению последовательность операций вычисления мощности и последовательность операций ограничения мощности могут выполняться на заключительной стадии в последовательностях операций управления излучением света схемой управления светоизлучающими элементами.
В устройстве отображения по настоящему изобретению схема возбуждения зоны может определять данные яркости излучения света каждого светоизлучающего элемента на основании максимального значения данных изображения на панели отображения, соответствующих зоне.
В устройстве отображения по настоящему изобретению светоизлучающий элемент может управляться, чтобы иметь определенную яркость излучения света, ШИМ-сигналом, и данные яркости излучения света могут включать в себя данные формирования ШИМ для формирования ШИМ-сигнала, а последовательность операций вычисления мощности и последовательность операций ограничения мощности могут выполняться на основании значения ШИМ, основанного на данных формирования ШИМ. Схема управления светоизлучающими элементами дополнительно может включать в себя схему формирования ШИМ-сигнала, сконфигурированную для формирования ШИМ-сигнала, имеющего значение ШИМ, которое ограничено последовательностью операций ограничения мощности.
В устройстве отображения по настоящему изобретению панель отображения может быть жидкокристаллической панелью. Устройство отображения в качестве устройства жидкокристаллического дисплея имеет многообразие применений, таких как телевизионный дисплей или дисплей персонального компьютера. Более точно оно пригодно для дисплея с большим экраном.
Телевизионный приемник по настоящему изобретению включает в себя вышеописанное устройство отображения.
Такой телевизионный приемник выдает телевизионное изображение, имеющее пиковую яркость в предопределенном допустимом диапазоне мощности устройства подсветки.
(Полезный результат изобретения)
Согласно способу регулирования мощности осветительного устройства для отображения изображений и осветительному устройству для отображения изображений по настоящему изобретению, регулирование предельного значения мощности выполняется надлежащим образом при зоновом управлении, и отображению изображений, имеющему пиковую яркость, дана возможность в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности. Согласно устройству отображения по настоящему изобретению, изображения отображения, имеющие пиковую яркость, получаются без увеличения потребляемой мощности. Согласно телевизионному приемнику по настоящему изобретению, выдаются телевизионные изображения, имеющие пиковую яркость.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - покомпонентное изображение в перспективе, иллюстрирующее общую конструкцию телевизионного приемника согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - покомпонентное изображение в перспективе, иллюстрирующее общую конструкцию жидкокристаллической панели и устройства подсветки;
фиг.3 - структурная схема, иллюстрирующая общую электрическую конфигурацию устройства жидкокристаллического дисплея;
фиг.4 - принципиальная схема, поясняющая электрическую конфигурацию панели на СИД;
фиг.5 - пояснительный вид, иллюстрирующий предопределенную допустимую мощность панели на СИД;
фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая общий ход каждой последовательности операций, относящейся к регулированию мощности устройства подсветки;
фиг.7 - пояснительный вид, иллюстрирующий мощность в каждой зоне у панели на СИД до последовательности операций регулирования мощности;
фиг.8 - пояснительный вид, иллюстрирующий мощность в каждой зоне у панели на СИД после последовательности операций регулирования мощности; и
фиг.9 - принципиальная схема, иллюстрирующая еще одну электрическую конфигурацию панели на СИД.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
10: Устройство жидкокристаллического дисплея (объект, который должен освещаться, устройство отображения), 11: Жидкокристаллическая панель (панель отображения), 12: Устройство подсветки (осветительное устройство, светоизлучающее устройство для отображения изображений), 12a: Излучающая поверхность, 12b: Панель на СИД, 16: секция СИД, 20: Светоизлучающий узел, 31: Схема возбуждения зоны, 40: Контроллер СИД (схема управления светоизлучающими элементами), 41: Схема настройки, 42: Схема вычисления мощности, 43: Схема ограничителя мощности, 44: Схема формирования ШИМ-сигнала, DR, DG, DB: Светоизлучающий диод (светоизлучающий элемент), TV: Телевизионный приемник.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения будет пояснен со ссылкой на фиг.1-8. В настоящем варианте осуществления будет пояснен телевизионный приемник TV, включающий в себя устройство 10 жидкокристаллического дисплея. Каждая из оси X, оси Y и оси Z проиллюстрирована имеющей общее направление на каждом чертеже.
1. Конструкция телевизионного приемника
Как проиллюстрировано на фиг.1, телевизионный приемник TV по настоящему варианту осуществления включает в себя устройство 10 жидкокристаллического дисплея (пример устройства отображения), передний и задний отсеки Ca и Cb, которые вмещают устройство 10 жидкокристаллического дисплея между ними, источник P питания и тюнер T. Устройство 10 жидкокристаллического дисплея поддерживается подставкой S из условия, чтобы поверхность 11a отображения была параллельна вертикальному направлению (направлению оси Y). Устройство отображения по настоящему изобретению может быть применено к устройству жидкокристаллического дисплея для цветного отображения, и также к устройству жидкокристаллического дисплея для черно-белого отображения. Устройство отображения не ограничено устройством жидкокристаллического дисплея, но может быть любыми устройствами, которые имеют осветительное устройство и регулируют яркость осветительного устройства в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности.
2. Конструкция устройства жидкокристаллического дисплея
Общая форма устройства 10 жидкокристаллического дисплея является ландшафтной прямоугольной. Как проиллюстрировано на фиг.2, оно включает в себя жидкокристаллическую панель 11 в качестве дисплейной панели (панели отображения) и устройство 12 подсветки (осветительное устройство и светоизлучающее устройство для отображения изображений). Они как целая часть удерживаются обрамлением и тому подобным. Устройство 10 жидкокристаллического дисплея дополнительно включает в себя секцию 30 управления отображением (обратитесь к фиг.3).
Затем будут пояснены жидкокристаллическая панель 11 (панель на СИД) и устройство 12 подсветки. Жидкокристаллическая панель 11 сформирована в прямоугольной форме на виде сверху и сконструирована из условия, чтобы пара прозрачных стеклянных подложек была соединена вместе с предопределенным зазором между ними, и жидкий кристалл был герметизирован между стеклянными подложками.
На одной из стеклянных подложек предусмотрены коммутационные компоненты (например, TFT (тонкопленочные транзисторы)), присоединенные к истоковым линиям и затворным линиям, которые перпендикулярны друг другу, пиксельные электроды, присоединенные к коммутационным компонентам, и пленка выравнивания. На другой подложке предусмотрены цветовой фильтр, имеющий цветовые секции, такие как R (красного цвета), G (зеленого цвета) и B (синего цвета), скомпонованные в предопределенной конфигурации, общие электроды и пленку выравнивания.
При этой конфигурации, например, цветные пиксели 192 * 1080 точек для превосходного изображения сформированы на жидкокристаллической панели 11. Кроме того, возбудитель ЖКД (жидкокристаллического дисплея, LCD) и контроллер ЖКД предусмотрены в жидкокристаллической панели 11 для управления коммутационным элементом каждого пикселя.
Как проиллюстрировано на фиг.2, устройство 12 подсветки облучает и освещает заднюю поверхность жидкокристаллической панели 11 светом из раздельных зон. Устройство 12 подсветки включает в себя панель 12b на СИД и оптический элемент 15. Оптический элемент 15 сконфигурирован пластинами 15a, 15b рассеивателя и оптическими листами 15c.
Панель 12b на СИД включает в себя множество светоизлучающих узлов 20, каждый из которых соответствует каждой зоне, и каждый светоизлучающий узел 20 включает в себя секцию 16 СИД. Каждая секция 16 СИД включает в себя R (красный) светоизлучающий диод DR, G (зеленый) светоизлучающий диод DG и B (синий) светоизлучающий диод DB (со ссылкой на фиг.4). Излучающая поверхность 12a устройства 12 подсветки разделена на множество зон светоизлучающими узлами 20. Согласно настоящему варианту осуществления, светоизлучающие узлы 20 конфигурируют раздельные зоны устройства 12 подсветки. Как проиллюстрировано на фиг.2, например, излучающая поверхность 12a разделена на 20 * 40 (800) зон. Количество светоизлучающих узлов 20 и количество раздельных зон на излучающей поверхности 12a устанавливается произвольным образом.
Устройство 10 жидкокристаллического дисплея дополнительно включает в себя секцию 30 управления отображением, как проиллюстрировано на фиг.3. Секция 30 управления отображением включает в себя схему 31 возбуждения зоны и контроллер 40 СИД (схему управления светоизлучающими элементами).
Схема 31 возбуждения зоны принимает сигнал изображения (данные изображения), например, из тюнера T и определяет данные яркости излучения света (в дальнейшем указываемые ссылкой как данные СИД) каждого светоизлучающего диода на основании сигнала изображения. Схема 31 возбуждения зоны подает данные СИД в контроллер 40 СИД в качестве 12-битного цифрового сигнала. В настоящем варианте осуществления каждый светоизлучающий диод управляется ШИМ-сигналом (широтно-импульсной модуляции). Поэтому данные СИД включают в себя данные, относящиеся к значению ШИМ (коэффициенту заполнения) ШИМ-сигнала. То есть данные СИД включают в себя данные формирования ШИМ (например, 12-битные цифровые данные) для формирования ШИМ-сигнала. Кроме того, схема 31 возбуждения зоны формирует данные ЖКД, которые представляют данные коэффициента пропускания света каждого пикселя в панели 11 ЖКД, на основании сигнала изображения и подает данные ЖКД на панель 11 ЖКД.
Контроллер 40 СИД включает в себя схему 41 настройки, схему 42 вычисления мощности, схему 43 ограничителя мощности и схему 44 формирования ШИМ-сигнала. Схема 41 настройки принимает данные СИД из схемы 31 возбуждения зоны и осуществляет настройки над данными СИД, такую как настройка баланса белого, температурная коррекция и тому подобное.
Схема 42 вычисления мощности вычисляет мощность излучения света в каждой зоне на основании настроенных данных СИД и выполняет последовательность операций вычисления мощности для вычисления полной мощности излучения света на основании полной мощности излучения света в каждой зоне.
Если полная мощность излучения света, которая вычислена схемой 42 вычисления мощности, превышает предопределенную допустимую мощность, схема 43 ограничителя мощности выполняет последовательность операций ограничения мощности, которая ограничивает мощность в каждой зоне, так что полная мощность излучения света равна или меньше, чем предопределенная допустимая мощность.
Как описано выше, каждый светоизлучающий диод управляется ШИМ-сигналом, подаваемым из контроллера 40 СИД, и потребляемая мощность каждого светоизлучающего диода по существу пропорциональна значению ШИМ (коэффициенту заполнения) ШИМ-сигнала. Поэтому в настоящем варианте осуществления мощность вычисляется в качестве значения ШИМ (%) на основании данных формирования ШИМ в последовательности операций вычисления мощности и последовательности операций ограничении мощности.
Схема 44 формирования ШИМ-сигнала формирует ШИМ-сигнал, имеющий значение ШИМ, которое ограничено последовательностью операций ограничения мощности, и подает ШИМ-сигнал на формирователь 21 СИД панели 12b на СИД.
Кроме того, контроллер 40 СИД формирует сигнал CNT управления возбудителем, который управляет возбудителем 21 СИД, предусмотренным в панели 12b на СИД, и подает сигнал CNT управления возбудителем на возбудитель 21 СИД.
В настоящем варианте осуществления, например, возбудитель 21 СИД предусмотрен для каждого светоизлучающего узла 20, как проиллюстрировано на фиг.4. Как проиллюстрировано на фиг.4, каждый возбудитель 21 СИД включает в себя коммутационные элементы SW и транзисторы Tr регулировки тока, каждый из которых соответствует каждому светоизлучающему диоду светоизлучающего узла 20. Каждый коммутационный элемент SW управляется ШИМ-сигналом, подаваемым из контроллера 40 СИД. Каждый транзистор Tr регулировки тока управляется сигналом CNT, подаваемым из контроллера 40 СИД. Транзистор Tr регулировки тока не ограничен биполярным транзистором, но, например, может быть FET (полевым транзистором).
На фиг.4 каждый светоизлучающий узел 20 включает в себя красный светоизлучающий диод DR1, зеленый светоизлучающий диод DG1 и синий светоизлучающий диод DB1 в качестве светоизлучающих диодов. Согласно такой конфигурации, в каждом из светоизлучающего диода R, светоизлучающего диода G и светоизлучающего диода B, включенного в светоизлучающий узел 20, потребляемая мощность регулируется отдельно соответствующим отдельным ШИМ-сигналом.
Конфигурация светоизлучающего диода, включенного в светоизлучающий узел 20 (раздельную зону), не ограничена проиллюстрированной на фиг.4. Например, светоизлучающий узел может включать в себя только белые светоизлучающие диоды или может включать в себя шесть светоизлучающих диодов, в том числе два для каждого из цветов R (красного), G (зеленого) и B (синего). Светоизлучающий узел может иметь любую конфигурацию до тех пор, пока каждый светоизлучающий диод, включенный в светоизлучающий узел 20, сконфигурирован так, что потребляемая мощность регулируется отдельно соответствующим независимым ШИМ-сигналом.
3. Регулирование предельного значения мощности устройства подсветки
Затем способ регулирования предельного значения мощности устройства 12 подсветки будет пояснен со ссылкой на фиг.5-8. Фиг.5 - пояснительный вид излучающей поверхности 12a, иллюстрирующей примеры предопределенной предельной мощности (допустимой мощности). Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая общий ход каждой последовательности операций, относящейся к регулированию предельного значения мощности. Каждая последовательность операций выполняется схемой 31 возбуждения зоны и контроллером 40 СИД секции 30 управления отображением в настоящем варианте осуществления. Фиг.7 - пояснительный вид, иллюстрирующий излучающую поверхность 12a до выполнения регулирования предельного значения мощности по настоящему варианту осуществления. Фиг.8 - пояснительный вид, иллюстрирующий излучающую поверхность 12a после выполнения регулирования предельного значения мощности.
На фиг.5, 7 и 8 для простого пояснения излучающая поверхность 12a устройств 12 подсветки разделена на 24 зоны с зоны A1 по зону A24. Способ разделения излучающей поверхности 12a, например плоская форма раздельной зоны не ограничена проиллюстрированной на фиг.5, 7 и 8. Например, площадь и форма каждой раздельной зоны может быть отличной друг от друга. Излучающая поверхность 12a может быть разделена на множество зон любым способом или формами до тех пор, пока мощность каждого светоизлучающего элемента в каждой раздельной зоне регулируется независимо друг от друга.
Например, как проиллюстрировано на фиг.5, допустимая мощность (предельная мощность) устанавливается из условия, чтобы мощность устройства 12 подсветки была ограничена, чтобы быть 50% возможной мощности питания, когда панель 11 ЖКД отображает белый цвет на полном дисплейном экране. В таком случае мощность каждой зоны, которая является мощностью каждого светоизлучающего диода, ограничивается, чтобы быть 50% максимальной мощности. Другими словами, значение ШИМ (коэффициент заполнения) каждого светоизлучающего диода ограничивается, чтобы быть 50%. В последующем, ради простого пояснения, каждый светоизлучающий диод управляется, чтобы иметь одно и то же значение ШИМ (%).
В последовательности операций регулирования предельного значения мощности, на этапе S10 на фиг.6, данные изображения, которые должны отображаться устройством 10 жидкокристаллического дисплея, вводятся в схему 31 возбуждения зоны секции 30 управления отображением. Затем, на этапе S20, схема 31 возбуждения зоны определяет значение ШИМ (%), которое является данными СИД (данными яркости излучения света) каждой зоны (с A1 по A24) на основании данных изображения. Примеры определенных значений ШИМ каждой зоны (с A1 по A24) проиллюстрированы на фиг.7. На фиг.7, определенные значения ШИМ включают в себя три вида значений ШИМ «0%», «50%» и «100%».
В настоящем варианте осуществления значение ШИМ каждой зоны определяется на основании максимального значения, включенного в данные изображения, соответствующие каждой зоне. Нормально в зоне панели 11 ЖКД существуют пиксели, соответствующие каждой зоне. Поэтому в настоящем варианте осуществления значение ШИМ каждой зоны определяется на основании максимального значения, в множестве данных пикселей (данных яркости).
Способ определения значения ШИМ в каждой зоне не ограничен поясненным выше. Например, значение ШИМ в каждой зоне может определяться, как изложено ниже. Прежде всего вычисляется среднее значение предопределенного количества данных пикселей, соответствующих каждой зоне, и значение ШИМ в каждой зоне может определяться на основании максимального значения из средних значений. Либо значение ШИМ в каждой зоне может определяться на основании среднего значения данных пикселей, соответствующих каждой зоне. Значение ШИМ в каждой зоне определяется в каждом цикле кадра изображения. Цикл определения значения ШИМ не ограничен циклом кадра. Например, циклом определения могут быть каждые пять кадров изображения или могут каждые тридцать кадров изображения. Если изображение отображения является статическим изображением, значение ШИМ определяется только когда изменяется изображение отображения.
Затем, на этапе S30, на фиг.6, схема 41 настройки контроллера 40 СИД принимает данные СИД (данные формирования ШИМ) из схемы 31 возбуждения зоны и производит настройку над данными СИД, такую как настройка баланса белого и температурная коррекция.
Затем, на этапе S40 на фиг.6, схема 42 вычисления мощности контроллера 40 СИД вычисляет мощность излучения света в каждой зоне на основании настроенных данных СИД (данных формирования ШИМ). Затем схема 42 вычисления мощности выполняет последовательность операций вычисления мощности для вычисления мощности устройства 12 подсветки. Как описано выше, значение ШИМ (коэффициент заполнения) пропорционально мощности. Поэтому последовательность операций вычисления мощности выполняется с использованием значения ШИМ (%). Например, в случае, проиллюстрированном на фиг.7, полная мощность излучения света имеет значение 1600 (%), а среднее значение в каждой зоне имеет значение 66,7%. В случае, проиллюстрированном на фиг.5, допустимая мощность имеет значение 1200 (%), а среднее значение в каждой зоне имеет значение 50%. Поэтому в случае, проиллюстрированном на фиг.7, полная мощность излучения света превышает допустимую мощность.
На этапе S50 на фиг.6, если полная мощность излучения света, вычисленная схемой 42 вычисления мощности, превышает предопределенную допустимую мощность, схема 43 ограничителя мощности контроллера 40 СИД выполняет последовательность операций ограничения мощности для ограничения мощности в каждой зоне, так что полная мощность излучения света равна предопределенной допустимой мощности.
В последовательности операций ограничения мощности схема 43 ограничителя мощности вычисляет предельное отношение α, которое является процентным отношением предопределенной допустимой мощности в полной мощности излучения света. В настоящем варианте осуществления предельным отношением α является 0,75, которое получено посредством 1200/1600 (50/66,7). Мощность в каждой зоне умножается на предельное отношение α для ограничения мощности в каждой зоне. Значения мощности (значения ШИМ) в каждой зоне, которые ограничены таким образом, проиллюстрированы на фиг.8. Полная мощность излучения света в случае на фиг.8 имеет значение почти 1200 (%), которое равно предопределенной допустимой мощности.
В таком случае, как проиллюстрировано на фиг.8, значение ШИМ ограничено от 50 (%) до 37,5 (%) и от 100 (%) до 75,0 (%). Однако сохраняется разность между значениями ШИМ в каждой из зон. Поэтому в настоящем варианте осуществления полная мощность излучения света установлена в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности (1200 (%)). К тому же, в таком случае мощность ограничена для каждой зоны, соответствующей данным изображения в каждой зоне. Это дает устройству 10 жидкокристаллического дисплея возможность выдавать отображение изображений, имеющее пиковую яркость в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности.
В вышеприведенном случае, поскольку предполагается, что мощность каждого из светоизлучающих диодов R, G и B каждой зоны (светоизлучающего узла) равна друг другу, поясняется способ расчета на основании мощности в каждой зоне. Способ вычисления мощности в настоящем варианте осуществления описан формулами, относящимися к каждому из цветов R, G и B, как изложено ниже:
(формула 1) Величина мощности R (%) = равна сумме значений ШИМ красных светоизлучающих диодов, подаваемых в каждую зону;
(формула 2) Величина мощности G (%) = равна сумме значений ШИМ зеленых светоизлучающих диодов, подаваемых в каждую зону;
(формула 3) Величина мощности B (%) = равна сумме значений ШИМ синих светоизлучающих диодов, подаваемых в каждую зону.
(формула 4) Значение мощности устройства подсветки (полная мощность излучения света) = величина мощности R + величина мощности G + величина мощности B;
(формула 5) Ограничительное отношение α = допустимая мощность/полная мощность излучения света;
(формула 6) Полная ограниченная мощность излучения света = (величина мощности R + величина мощности G + величина мощности B) * α = допустимая мощность.
В настоящем варианте осуществления, при вычислении полной мощности излучения света схема 42 вычисления мощности вычисляет величину мощности каждого цвета излучения света на основании полной мощности излучения света каждого цвета излучения света в каждой зоне (формулы с 1 по 3), и вычисляет полную мощность излучения света на основании суммы величины мощности каждого цвета излучения света (формула 4). Схема 43 ограничителя мощности ограничивает мощность в каждой зоне, умножая мощность излучения света у каждого цвета излучения света на одно и то же предельное отношение α (формула 5). В формуле 6 полная мощность излучения света умножается на предельное отношение α при вычислении полной ограниченной мощности излучения света. Если предельное отношение α одинаково для каждого светоизлучающего диода, формула вычисления для вычисления полной ограниченной мощности излучения света является такой же, как формула 6, когда мощность излучения света каждого цвета излучения света умножается на одно и то же предельное отношение α для вычисления предельного значения мощности в каждой зоне для каждого цвета, и получается полная ограниченная мощность излучения света. Не всегда требуется, чтобы мощность излучения света каждого цвета излучения света умножается на одно и то же предельное отношение α. Разное предельное отношение α может устанавливаться для мощности излучения света каждого цвета излучения света, если необходимо.
Таким образом, в настоящем варианте осуществления последовательность операций вычисления мощности по этапу S40 и последовательность операций ограничения мощности по этапу S50 выполняются на заключительной стадии в последовательностях операций управления излучением света, выполняемых контроллером 40 СИД. Поэтому если последовательности операций управления излучением света, относящиеся к каждому светоизлучающему элементу, такие как последовательность операций настройки баланса белого и температурной коррекции, выполняются на основании данных яркости излучения света, последовательность операций ограничения мощности выполняется после последовательностей операций управления излучением света. Поэтому по сравнению со случаем, в котором регулирование предельного значения мощности выполняется до последовательностей операций управления излучением света, последовательность операций ограничения мощности должна менее вероятно находиться под влиянием последовательностей операций управления излучением света. Таким образом, последовательность операций ограничения мощности выполняется на заключительной стадии в последовательности операций управления излучением света. Поэтому даже если данные формирования ШИМ корректируются до последовательности операций ограничения мощности, требуемая операция ограничения мощности выполняется на основании скорректированных данных формирования ШИМ. Значению ШИМ, в отношении которого выполняется операция ограничения мощности, не требуется корректироваться для формирования ШИМ-сигнала.
Затем, на этапе S60, схема 44 формирования ШИМ-сигнала формирует ШИМ-сигнал, имеющий значение ШИМ (коэффициент заполнения), который ограничен последовательностью операций ограничения мощности, проиллюстрированной на фиг.8, и подает ШИМ-сигнал на возбудитель СИД (с 21-(1) по 21-(4)). Каждый возбудитель 21 СИД управляет с помощью ШИМ каждым коммутационным элементом (SWR, SWG, SWB) согласно ШИМ-сигналу (PWMR, PWMG, PWMB), соответствующему каждому цвету, и испускает свет из соответствующего светоизлучающего диода каждого цвета (DR, DG, DB). В конфигурации, проиллюстрированной на фиг.4, когда каждый коммутационный элемент выключен, и мощность из источника VCC питания постоянного тока (DC) подается на каждый коммутационный элемент, свет испускается из каждого светоизлучающего диода. В конфигурации, проиллюстрированной на фиг.4, при формировании реального ШИМ-сигнала, схема 44 формирования ШИМ-сигнала формирует ШИМ-сигнал, имеющий инверсное значение от значения ШИМ (коэффициента заполнения), проиллюстрированного на фиг.8. Например, если значением ШИМ, проиллюстрированным на фиг.8, является 37,48%, схема 44 формирования ШИМ-сигнала формирует ШИМ-сигнал, имеющий значение ШИМ 62,52%. Взамен, без формирования ШИМ-сигнала, имеющего инверсное значение значения ШИМ, коммутационный элемент, который выключается, когда ШИМ-сигнал находится на логическом высоком уровне, используется в качестве коммутационного элемента.
4. Преимущества варианта осуществления
Согласно настоящему варианту осуществления, если полная мощность излучения света, вычисленная для каждой зоны, превышает предопределенную допустимую мощность, мощность в каждой зоне ограничивается так, что полная мощность излучения света находится в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности. Поэтому в случае, в котором мощность излучения света регулируется для каждой зоны, регулирование предельного значения мощности выполняется надлежащим образом для любых разновидностей изображений отображения. Данные яркости излучения света для каждой зоны, которая является мощностью в каждой зоне, определяется на основании данных изображения, соответствующих каждой зоне. Поэтому мощность может устанавливаться и ограничиваться для каждой зоны в пределах предопределенного диапазона мощности. Поэтому отображению изображений, имеющему пиковую яркость, дана возможность в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности.
Контроллер 44 СИД выполняет последовательность операций ограничения мощности на заключительной стадии. Поэтому даже если данные формирования ШИМ корректируются в последовательности операций до последовательности операций ограничения мощности, требуемая операция ограничения мощности выполняется на основании скорректированных данных формирования ШИМ.
Поскольку данные яркости излучения света для каждой зоны (каждого светоизлучающего элемента) определяются на основании максимального значения данных изображения, соответствующих каждой зоне, регулирование мощности выполняется при условии, которое является более строгим, чем действующее состояние, то есть при условии, что полная мощность излучения света бесспорно превышает предопределенную допустимую мощность. Поэтому в этом случае предпочтительно, чтобы энергосбережение в осветительном устройстве было очень желательным.
<Другие модификации>
Были описаны варианты осуществления настоящего изобретения, однако настоящее изобретение не ограничено вышеприведенными вариантами осуществления, поясненными в вышеприведенном описании и на чертежах. Следующие варианты осуществления, например, могут быть включены в технический объем настоящего изобретения.
(1) В вышеприведенном варианте осуществления конфигурация возбудителей 21 СИД и светоизлучающих диодов (светоизлучающих узлов 20) не ограничена проиллюстрированной на фиг.4. Например, как проиллюстрировано на фиг.9, один возбудитель 21 СИД может возбуждать светоизлучающие диоды, которые присоединены друг к другу каскадным соединением. В примере, проиллюстрированном на фиг.9, один возбудитель 21 СИД (R1) возбуждает четыре красных светоизлучающих диода (с DR1 по DR4), которые присоединены друг к другу каскадным соединением, и один возбудитель 21 СИД (G1) возбуждает четыре зеленых светоизлучающих диода (с DG1 по DG4), и один возбудитель 21 СИД (B1) возбуждает четыре синих светоизлучающих диода (с DB1 по DB4). В таком случае количество возбудителей 21 СИД уменьшается. Максимальное из значений ШИМ светоизлучающих диодов, которые присоединены друг к другу каскадным соединением, определено, чтобы быть значением ШИМ каждого светоизлучающего диода, которое используется для вычисления мощности. Если значением ШИМ каждого из красных светоизлучающих диодов с DR1 по DR4, основанным на данных изображения, являются 20%, 50%, 60% и 10% соответственно, значение ШИМ каждого из красных светоизлучающих диодов (с DR1 по DR4), используемое для вычисления мощности, устанавливается в 60%.
(2) В вышеприведенном варианте осуществления устройство 12 подсветки (осветительное устройство, светоизлучающее устройство для отображения изображения) не включает в себя схему 31 возбуждения зоны и контроллер 40 СИД, и они включены в секцию 30 управления отображением устройства 10 жидкокристаллического дисплея. Однако устройство подсветки в качестве независимого устройства может включать в себя схему 31 возбуждения зоны и контроллер 40 СИД. К тому же в устройстве 10 жидкокристаллического дисплея устройство 12 подсветки может включать в себя контроллер 40 СИД.
(3) В вышеприведенном варианте осуществления, при вычислении полной мощности излучения света вычисляется полная мощность (величина мощности) светоизлучающих диодов каждого цвета (ссылаясь на формулы 1-4). Способ вычисления не ограничен этим. Например, полная мощность излучения света может вычисляться на основании суммы мощности в каждой зоне. Полная мощность излучения света вычисляется любыми способами до тех пор, пока она получается на основании данных яркости излучении света (данных формирования ШИМ) каждого светоизлучающего элемента каждой зоны.
(4) В вышеприведенном варианте осуществления мощность в каждой зоне умножается на одно и то же предельное отношение α (ссылаясь на формулу 5), так что мощность в каждой зоне регулируется, чтобы быть в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности. Однако предельное отношение α может быть разным для каждой зоны. Кроме того, операция ограничения мощности для каждой зоны может не быть обязательно выполняемой на основании предельного отношения α. Операция ограничения мощности для каждой зоны может выполняться любыми способами до тех пор, пока полная мощность излучения света находится в пределах предопределенного допустимого диапазона мощности. Например, операция ограничения мощности может выполняться разными способами для каждой зоны на основании данных изображения каждой зоны.
(5) В вышеприведенном варианте осуществления предопределенное допустимое значение мощности устройства 12 подсветки является постоянным. Однако предопределенное допустимое значение может быть переменным. Например, предопределенное допустимое значение может определяться в отношении наименьшего значения в величинах мощности RBG (ссылаясь на формулы 1-3).
Более точно, при получении предельного отношения α, предельное отношение (Rα, Gα, Bα) каждой величины мощности красного, синего и зеленого получается согласно следующим формулам (формулам с 5-1 по 5-3):
(формула 5-1)
предельное отношение Rα = предопределенное допустимое значение R/величину мощности R;
(формула 5-2)
предельное отношение Gα = предопределенное допустимое значение G/величину мощности G;
(формула 5-3)
предельное отношение Bα = предопределенное допустимое значение B/величину мощности B.
Наименьшее значение выбирается из предельных отношений Rα, Gα, Bα в качестве предельного отношения α, которое должно использоваться для получения полной ограниченной мощности излучения света (ссылаясь на формулу 6). Предопределенные допустимые значения красного, зеленого и синего могут быть равны друг другу. Предопределенное допустимое значение может быть установлено, чтобы быть разным для каждого цвета из красного, синего и зеленого, и наименьшее значение выбирается из предельных отношений Rα, Gα, Bα в качестве предельного отношения α. Наименьшее значение выбирается из предельных отношений Rα, Gα, Bα в качестве предельного отношения α, которое должно использоваться для получения полной ограничительной мощности излучения света. Поэтому даже если величина мощности является разной для каждого цвета из красного, синего и зеленого, величина мощности непременно ограничивается, чтобы быть предопределенным допустимым значением или меньшим для каждого цвета, а полная ограниченная мощность излучения света ограничивается, чтобы быть допустимой мощностью или меньшей.
Если мощность подается на излучающую поверхность 12a устройства 12 подсветки из множества источников питания, каждый источник питания может иметь разное предопределенное допустимое значение и выполнять регулирование предельного значения мощности для каждого источника питания.
Предопределенное допустимое значение может изменяться согласно конфигурации возбудителя 21 СИД, который используется. Согласно способу возбуждения СИД возбудителя 21 СИД, способ определения значения ШИМ светоизлучающего диода при вычислении мощности может быть изменен, как описано в другом варианте осуществления (1). Еще один вариант осуществления (5) имеет дело с таким случаем.
(6) В вышеприведенном варианте осуществления устройство подсветки в качестве светоизлучающего устройства для отображения изображений по настоящему изобретению применяется к устройству подсветки на СИД, однако, оно не ограничено этим. Светоизлучающий элемент не ограничен светоизлучающим диодом и может быть другим светоизлучающим элементом, таким как электролюминесцентный элемент.
(7) В вышеприведенном варианте осуществления светоизлучающее устройство для отображения изображений по настоящему изобретению применяется к устройству 12 подсветки устройства 10 жидкокристаллического дисплея, однако, оно не ограничено этим. Например, светоизлучающее устройство для отображения изображений по настоящему изобретению может быть применено к Aurora Vision (зарегистрированный товарный знак) типа на СИД.