(57)【要約】【課題】発光素子からの光を受けて異なる波長の光を発する光変換部材を有する光源を備えた光源装置において、光源の点灯期間と消灯期間を周期的に制御する場合の色割れの発生を抑制する。【解決手段】第１の色の光を発する発光素子と、前記発光素子から発せられた前記第１の色の光が照射されたことに応じて前記第１の色と異なる第２の色の光を発する第１光変換部材とをそれぞれ備える第１光源および第２光源と、前記第１光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期で周期的に制御し、前記第２光源の点灯期間と消灯期間とを前記第１駆動周期よりも短い第２駆動周期で周期的に制御することにより、各光源の発光をそれぞれ独立に制御する制御手段と、を備えることを特徴とする光源装置。【選択図】図３
2019009016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色の光を発する発光素子と、前記発光素子から発せられた前記第１の色の光が照射されたことに応じて前記第１の色と異なる第２の色の光を発する第１光変換部材とをそれぞれ備える第１光源および第２光源と、
前記第１光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期で周期的に制御し、
前記第２光源の点灯期間と消灯期間とを前記第１駆動周期よりも短い第２駆動周期で周期的に制御することにより、各光源の発光をそれぞれ独立に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１光源の消灯期間内に前記第２光源の点灯期間が少なくとも１つ含まれるように、前記第１光源および前記第２光源の発光を制御することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１光変換部材は、前記第１の色の光が前記第１光変換部材に照射されてから、第１の期間あとに、前記第２の色の光を発するものであって、
前記制御手段は、前記第１光源の前記消灯期間の開始から、前記第１の期間に応じた期間内に、前記第２光源の点灯期間が少なくとも１つ含まれるように、前記第１光源および前記第２光源の発光を制御する請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１光変換部材は、前記第１の色の光が前記第１光変換部材に照射されてから、第１の期間あとに、前記第２の色の光を発するものであって、
前記制御手段は、前記第１駆動周期の開始タイミングに対し、前記第２駆動周期の開始タイミングを、前記第１の期間に応じた時間だけ遅延させる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の色の光は、青色の光であって、
前記第２の色の光は、黄色の光であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１光源および前記第２光源は、それぞれ、前記発光素子から発せられた前記第１の色の光が照射されたことに応じて、前記第１の色および前記第２の色と異なる第３の色の光を発する第２光変換部材をさらに備え、
前記第１光変換部材は、前記第１の色の光が前記第１光変換部材に照射されてから、第１の期間あとに、前記第２の色の光を発し、前記第２光変換部材は、前記第１の色の光が前記第２光変換部材に照射されてから、前記第１の期間と異なる第２の期間あとに、前記第３の色の光を発するものであって、
前記制御手段は、前記第１光源の前記消灯期間の開始から、前記第１の期間および前記第２の期間のうち長い方に応じた期間内に、前記第２光源の点灯期間が少なくとも１つ含まれるように、前記第１光源および前記第２光源の発光を制御する請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１光源および前記第２光源は、それぞれ、前記発光素子から発せられた前記第１の色の光が照射されたことに応じて、前記第１の色および前記第２の色と異なる第３の色の光を発する第２光変換部材をさらに備え、
前記第１光変換部材は、前記第１の色の光が前記第１光変換部材に照射されてから、第１の期間あとに、前記第２の色の光を発し、前記第２光変換部材は、前記第１の色の光が前記第２光変換部材に照射されてから、前記第１の期間と異なる第２の期間あとに、前記第３の色の光を発するものであって、
前記制御手段は、前記第１駆動周期の開始タイミングに対し、前記第２駆動周期の開始タイミングを、前記第１の期間および前記第２の期間のうち長い方に応じた時間だけ遅延させる請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１の色の光は、青色の光であって、前記第２の色の光は、赤色の光であって、前記第３の色の光は緑色の光であることを特徴とする請求項６または請求項７記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１駆動周期は、前記第２駆動周期の整数倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第２光源から発せられる光の輝度は、前記第１光源から発せられる光の輝度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第１光源の前記第１駆動周期に対する点灯期間の比率と、前記第２光源の前記第２駆動周期に対する点灯期間の比率とが同じになるように、各光源の点灯期間と消灯期間とを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１２】
画像信号に基づき光を変調することで表示領域に画像を表示する表示パネルを有し、
前記表示パネルに光を照射するバックライトとして請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光源装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
前記光源装置は、前記表示領域を仮想的に分割した複数の部分領域に対応する複数の光源ブロックからなり、
前記複数の光源ブロックのそれぞれは、前記第１光源および前記第２光源を有し、
前記制御手段は、前記複数の光源ブロックの発光を独立に制御することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、各光源ブロックに対応する前記部分領域に表示される画像の明るさに応じて、各光源ブロックの前記第１光源の前記第１駆動周期に対する点灯期間の比率と、前記第２光源の前記第２駆動周期に対する点灯期間の比率と、を決定することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、
前記画像信号が動画像である場合、互いに異なる前記第１駆動周期と前記第２駆動周期とで各光源の発光を周期的に制御し、
前記画像信号が静止画像である場合、互いに同一の前記第１駆動周期と前記第２駆動周期とで各光源の発光を周期的に制御することを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１６】
第１の色の光を発する発光素子と、前記発光素子から発せられた前記第１の色の光が照射されたことに応じて前記第１の色と異なる第２の色の光を発する第１光変換部材とをそれぞれ備える第１光源および第２光源を備える光源装置の制御方法であって、
前記第１光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期で周期的に制御し、
前記第２光源の点灯期間と消灯期間とを前記第１駆動周期よりも短い第２駆動周期で周期的に制御することにより、各光源の発光をそれぞれ独立に制御する工程と、
を有することを特徴とする光源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、その制御方法、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置用光源装置の光源として冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられてきた。近年、光源として発光ダイオード（以下ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いた光源装置も増えてきている。光源装置用の白色光源には
、青色ＬＥＤに黄色蛍光体（ＹＡＧ：Yttrium Alminium Garnet）を用いて白色発光する
ものと、青色ＬＥＤに赤色と緑色の蛍光体を用いて白色発光するものがある。赤色と緑色蛍光体を用いた白色光源は、特に液晶表示装置で表示される画像を広色域化したい場合に有効である。しかし、赤色と緑色の蛍光体にはさまざまな種類があり、励起光によって励起される色の波長や純度が異なるため、液晶表示装置のカラーフィルタ特性に応じて蛍光体を選択するのが一般的である。
【０００３】
液晶表示装置のようなホールド型表示パネルを用いた表示装置では、動画像を表示させた場合に、移動物体が尾引きをしたように視認される「動画ぼけ」が生じる。液晶表示装置の動画ぼけを改善するための技術として、図８に示すように、フレーム間に黒画像を表示することにより光源装置を擬似的にインパルス型発光させる黒挿入と呼ばれる技術がある。また、バックライトを間欠的に点灯させるバックライトスキャンと呼ばれる技術がある。バックライトスキャンは、例えば、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤを有するバックライトを点灯させる際、画面の上側から下側へ向かってバックライトラインごとに順にＬＥＤを点灯および消灯させる技術である。バックライトラインとは、複数のＬＥＤによって形成されるマトリクスの横方向のラインのことである。これらの技術によって動画ぼけは改善される。
【０００４】
赤色蛍光体や緑色蛍光体等の複数色の蛍光体を用いた白色光源には、青色励起光の受光から蛍光放射までの応答時間に色によって差があるものがある。例えば、赤色蛍光体の応答時間が緑色の応答時間に対し１０ｍｓｅｃ程度応答が遅れる材料がある。このような蛍光体を用いた白色光源を用いた光源装置でバックライトスキャンを行った場合、図９に示すように青色光源の発光開始とほぼ同時に緑色放射が始まる。そのため、ＬＥＤの点灯開始時はシアン色が見え、ＬＥＤの消灯時には赤色が放射されているため赤色が視認されてしまうという課題がある。
【０００５】
従来、このような赤色、緑色蛍光体の応答特性が異なる場合の課題を解決する方法として、特許文献１に記載の技術がある。これは、連続的に励起した光源を連続的励起終了時に不連続的に励起させる、または、連続的に励起する光源を連続的励起開始時に不連続的に励起させることで、蛍光体の残光特性を等しくすることを図ったものである。また、特許文献２には、液晶表示部の黒挿入と光源の発光時間を同期させ、光源の残光時間が長い色ほど液晶表示素子の応答時間を短くさせることで動画ぼけを改善する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３６０３４号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、常に不連続点灯期間を設けなければならないため、例えば光源が劣化して輝度低下した場合に表示輝度に制限が生じる。また、特許文献２の技術では、光源特性に合わせて液晶パネルのセルギャップを設計しなければならず、汎用性が低い。
【０００８】
そこで、本発明は、発光素子からの光を受けて異なる波長の光を発する光変換部材を有する光源を備えた光源装置において、光源の点灯期間と消灯期間を周期的に制御する場合の色割れの発生を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の色の光を発する発光素子と、前記発光素子から発せられた前記第１の色の光が照射されたことに応じて前記第１の色と異なる第２の色の光を発する第１光変換部材とをそれぞれ備える第１光源および第２光源と、
前記第１光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期で周期的に制御し、
前記第２光源の点灯期間と消灯期間とを前記第１駆動周期よりも短い第２駆動周期で周期的に制御することにより、各光源の発光をそれぞれ独立に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光源装置である。
【００１０】
本発明は、第１の色の光を発する発光素子と、前記発光素子から発せられた前記第１の色の光が照射されたことに応じて前記第１の色と異なる第２の色の光を発する第１光変換部材とをそれぞれ備える第１光源および第２光源を備える光源装置の制御方法であって、
前記第１光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期で周期的に制御し、
前記第２光源の点灯期間と消灯期間とを前記第１駆動周期よりも短い第２駆動周期で周期的に制御することにより、各光源の発光をそれぞれ独立に制御する工程と、
を有することを特徴とする光源装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光素子からの光を受けて異なる波長の光を発する光変換部材を有する光源を備えた光源装置において、光源の点灯期間と消灯期間を周期的に制御する場合の色割れの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の光源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の光源装置のＬＥＤ配置を示す図である。
【図３】実施例１の光源装置の点灯状態を示す図である。
【図４】実施例１の光源装置の点灯制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施例１の光源装置のバックライトスキャン時の点灯状態を示す図である。
【図６】実施例２の光源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】実施例２の光源装置の点灯状態を示す図である。
【図８】従来のバックライトスキャン技術を説明するための図である。
【図９】複数色の蛍光体を用いたＬＥＤで生じる色割れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
本発明の実施例１について説明する。実施例１は、液晶表示装置の液晶パネルに背面から光を照射するバックライトに本発明の光源装置を適用した一例である。
【００１４】
図１を参照して、実施例１に係る光源装置１００の概略構成を説明する。
光源装置１００は、画像表示装置１６０の液晶パネル１５０に光を照射するバックライ
トである。液晶パネル１５０は、画像信号に基づき光源装置１００からの光を変調することで表示領域に画像を表示する表示パネルである。光源装置１００は、光源部１０１、光源部１０２、駆動回路部１０３、駆動回路部１０４、電源部１０５、制御部１０６、反射部１０７、保持部１０８、光源ブロック１０９、メモリ１１０から構成される。
【００１５】
光源装置１００は、複数の光源ブロック１０９を有する。各光源ブロック１０９は光源部１０１および光源部１０２から構成される。複数の光源ブロック１０９は、液晶パネル１５０の表示領域を仮想的に分割した複数の部分領域に対応する。制御部１０６は、複数の光源ブロックの発光を独立に制御する。
光源部１０１および光源部１０２はそれぞれ、発光を独立に制御可能なＮ個（Ｎ≧１）の白色光源を備えるとする。光源部１０１は、白色光源１、光源部１０２は白色光源２をそれぞれ１２個備えるとする。
【００１６】
光源部１０１および光源部１０２を構成する白色光源の特性について説明する。ここで、白色光源１および白色光源２は、同一の白色光源であるとする。白色光源は、青色の光を発する発光素子と、発光素子から発せられた青色の光が照射されたことに応じて青色と異なる色の光を発する蛍光体とを備える。発光素子は例えばＬＥＤであるとする。本実施例において、白色光源は、発光素子から発せられた青色の光が照射されたことに応じて緑色の光を発する緑色蛍光体と、発光素子から発せられた青色の光が照射されたことに応じて赤色の光を発する赤色蛍光体と、を備えるとする。なお、白色光源が備える蛍光体は、発光素子から発せられた青色の光が照射されたことに応じて黄色の光を発する蛍光体であってもよい。つまり、白色光源は、発光素子から発せられる励起光と、蛍光体から発せられる複数の波長の蛍光を用いて白色を発光する光源であると言える。ここで、発光素子から発せられる青色の光は励起光であり、蛍光体から発せられる光が蛍光である。蛍光体は、励起光が照射されてから所定の応答期間が経過したのちに蛍光を発する。実施例１では、赤色蛍光体が青色励起光を受光してから赤色蛍光を放射するまでの応答時間は、緑色蛍光体が青色励起光を受光してから赤色蛍光を放射するまでの応答時間より長い。なお、蛍光体は、励起光の照射に応じて、励起光の色と異なる色の光を発する光変換部材であればよい。例えば、量子ドットを用いるものであってもよい。
【００１７】
図２を参照して、光源部１０１および光源部１０２の配置について説明する。
図２において、光源装置１００を液晶パネルに組み付けた状態で画面に垂直の方向をＺ方向、画面に平行な方向をＸ、Ｙ方向とする。図２において、実際の光源装置に備わる拡散板や回路基板等の構成部材は発明の実施例の説明に直接関係しないので省略してある。
【００１８】
図２（Ａ）は、光源装置１００をＺ方向から見た図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ―Ａ断面による光源装置１００の断面をＹ方向から見た図である。
４個の光源ブロック１０９は、物理的にはＹ方向に配列された４行の白色光源群である。４個の光源ブロック１０９は、液晶パネルを仮想的に縦方向に４分割した部分領域に対応する。光源ブロック１０９同士のＹ方向の間隔をＬとする。
【００１９】
１つの光源ブロック１０９は、Ｘ方向に配列されたＮ個の白色光源１の列からなる光源部１０１と、Ｘ方向に配列されたＮ個の白色光源２の列からなる光源部１０２と、から構成される。１つの光源ブロック１０９を構成する光源部１０１の白色光源の列と光源部１０２の白色光源の列とのＹ方向の間隔をＳ１とする。光源部１０１および光源部１０２の各々を構成するＮ個の白色光源のＸ方向の間隔をＳ２とする。
【００２０】
駆動回路部１０３、駆動回路部１０４、および制御部１０６は、各光源部の発光をそれぞれ独立に制御するための制御ユニットである。具体的には、駆動回路部１０３、および制御部１０６は、光源部１０１の発光を、駆動周期λ１で周期的に制御する。また、駆動
回路部１０４、および制御部１０６は、光源部１０２の発光を、駆動周期λ２で周期的に制御する。光源部１０１および光源部１０２の発光は、各光源部に流れる電流量を、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって各光源部の駆動周期ごとに制御することによって制御されるとする。これにより、実施例１では、光源部１０１および光源部１０２を独立に間欠発光させる。各光源部の発光は、各光源部に流れる電流量を、電流値を制御することによって制御することもできる。また、各光源部の発光は、各光源部に流れる電流量を、電流値の制御とＰＷＭ制御の組み合わせによって制御することができる。本実施例では、簡単のため各光源部に流れる電流値を一定とし、ＰＷＭ制御によって各光源部に流れる電流量を制御する場合を説明する。
【００２１】
制御部１０６は、各光源部の発光を制御するための制御パラメータを決定し、各駆動回路部を制御する。具体的には、制御部１０６は、駆動回路部１０３および駆動回路部１０４に対して、定電流回路の電流値、ＰＷＭ制御のＰＷＭ値、ＰＷＭ周期等を制御する。制御部１０６は、ＣＰＵやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により構成され、
メモリ１１０から読み込んだプログラムを実行することによって後述する各種の制御が実現される。
【００２２】
ＰＷＭ周期は、各光源部のＰＷＭ制御の駆動周期である。またＰＷＭ周波数は、各光源部のＰＷＭ制御の駆動周波数である。ＰＷＭ周期は、ＰＷＭ周波数の逆数である。制御部１０６は、各光源部のＰＷＭ周波数をそれぞれ個別に決定する。制御部１０６は、光源部１０２が光源部１０１のＰＷＭ周期λ１よりも短いＰＷＭ周期λ２で制御されるように、各駆動回路部を制御する。すなわち、制御部１０６は、光源部１０２が光源部１０１のＰＷＭ周波数ｆ１よりも高いＰＷＭ周波数ｆ２で制御されるように、各駆動回路部を制御する。例えば、ＰＷＭ周波数ｆ１は６０Ｈｚであり、ＰＷＭ周波数ｆ２は、３００Ｈｚであるとする。光源部の発光を、一定の周期ごとに同期するためにＰＷＭ周波数ｆ２は、ＰＷＭ周波数ｆ１の整数倍であることが望ましい。言い換えると、ＰＷＭ周期λ１は、ＰＷＭ周期λ２の整数倍であることが望ましいといえる。
【００２３】
ＰＷＭ値は、各光源部のＰＷＭ周期に対する点灯期間の比率であるデューティ比を示す値である。ＰＷＭ値は、各光源部の発光量に対応する。ここで、ＰＷＭ周期は、点灯期間と消灯期間とを周期的に制御するための単位期間である。ＰＷＭ値は、４０９６レベルの値で表す。ＰＷＭ値０が光源部の輝度が最小（消灯）の場合に相当し、ここではデューティ比が０％の場合をＰＷＭ値０とする。ＰＷＭ値４０９５が光源部の輝度が最大の場合に相当し、ここではデューティ比が１００％の場合をＰＷＭ値４０９５とする。
制御部１０６は、各光源部の目標の輝度に応じて、ＰＷＭ値を決定する。例えば、制御部１０６は、各光源ブロック１０９に対応する部分領域に表示される画像の明るさに応じて、目標の輝度を決定するとする。
【００２４】
光源部は、ＰＷＭ周期のうちＰＷＭ値に応じた長さの点灯期間の間、点灯し、それ以外の消灯期間において消灯する。例えば、ＰＷＭ値が０の場合、光源部はＰＷＭ周期全体に亘って消灯する。また、ＰＷＭ値が４０９５の場合、光源部はＰＷＭ周期全体に亘って点灯する。ＰＷＭ値がそれ以外の値の場合、ＰＷＭ周期の一部が点灯期間、残りの部分が消灯期間となる。各ＰＷＭ周期において、点灯期間のあとに消灯期間が設けられてもよいし、消灯期間のあとに点灯期間が設けられてもよい。
【００２５】
入力される画像信号において、液晶パネルの垂直方向の同期信号である垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ信号）を、１フレームが開始するタイミングとする。ＰＷＭ周期の開始タイミングは垂直同期信号を基準にして定められる。ＰＷＭ周期は、上述した通り、点灯期間が先に設けられてもよいし、消灯期間が先に設けられていてもよい。ＰＷＭ周期が点灯期間から始まる場合、ＰＷＭ周期の開始タイミングからデューティ比に応じた点灯期間が設け
られ、点灯期間が経過したのちのＰＷＭ周期の残りの期間を消灯期間とする。ＰＷＭ周期が消灯期間から始まる場合、ＰＷＭ周期の終了タイミングから時間を遡ってデューティ比に応じ点灯期間が設けられ、それ以外を消灯期間とする。実施例１では、ＰＷＭ周期において消灯期間から始まる場合を例に説明する。
【００２６】
駆動回路部１０３および駆動回路部１０４は、光源ブロック１０９ごとに設けられており、光源ブロックごとに独立してＰＷＭ値を設定可能である。これにより光源ブロック１０９ごとに独立に輝度を制御可能である。駆動回路部１０３および駆動回路部１０４は、各々定電流回路とＰＷＭ駆動回路によって構成される。駆動回路部１０３および駆動回路部１０４は、制御部１０６によって設定された制御パラメータに基づいて、各光源部の発光を周期的に制御する。
【００２７】
駆動回路部１０３は、光源部１０１を構成するＮ個の白色光源１を駆動する駆動回路である。駆動回路部１０３は、制御部１０６が決定した光源部１０１のＰＷＭ周期λ１およびＰＷＭ値に基づいて、光源部１０１を駆動する。上述した通り、ＰＷＭ周波数ｆ１は６０Ｈｚであるとする。入力する画像信号のフレーム周波数が６０Ｈｚの場合、駆動回路部１０３のＰＷＭ周期λ１の長さと１フレーム期間の長さは等しい。駆動回路部１０３は、１／６０秒を４０９５分割した時間を基準として、ＰＷＭ値に応じて白色光源１の点灯期間を制御することで光源部１０１の明るさを制御する。
【００２８】
駆動回路部１０４は、光源部１０２を構成するＮ個の白色光源２を駆動する駆動回路である。回路の構成は、駆動回路部１０３と同様である。上述した通り、駆動回路部１０４のＰＷＭ周波数ｆ２は３００Ｈｚであるとする。すなわち、光源部１０２の駆動周期λ２は、光源部１０１の駆動周期λ１より短い。
【００２９】
電源部１０５は、光源部１０１および光源部１０２を点灯させるために必要な電力を供給する電源回路である。実施例１では、光源部１０１および光源部１０２の各々に白色光源が１２個直列接続されているため、電源部１０５は、白色光源１つ分の電圧降下値を１２倍した電圧以上の電圧を出力する。
【００３０】
反射部１０７は、光源部１０１および光源部１０２から発せられる白色光を反射し、効率良く液晶パネル１５０を照射するために設けられる。
【００３１】
保持部１０８は、光源部１０１および光源部１０２を固定している基板や反射部１０７を保持する。保持部１０８の側壁は、液晶パネル１５０の表示輝度のむらが抑制されるような形状とする。
【００３２】
メモリ１１０は、外部から入力されるデータを記憶し、要求に応じて記憶しているデータを外部へ出力する記憶装置である。メモリ１１０は後述する各種の制御を、制御部１０６を構成するＣＰＵに実行させるためのプログラムを記憶している。
【００３３】
実施例１の光源装置１００の特徴点は、１つの光源ブロック１０９が、異なるＰＷＭ周波数のＰＷＭ信号で駆動可能な複数の光源部から構成されている点である。例えば、駆動回路部１０３が６０ＨｚのＰＷＭ信号で光源部１０１を駆動し、駆動回路部１０４が３００ＨｚのＰＷＭ信号で光源部１０２を駆動することができるように構成される。なお、駆動回路部１０３および駆動回路部１０４は、同一のＰＷＭ周波数のＰＷＭ信号で光源部１０１および光源部１０２をそれぞれ駆動することももちろん可能である。
【００３４】
図３は、光源部１０１と光源部１０２とを異なるＰＷＭ周波数のＰＷＭ信号で発光制御した場合の光源ブロック１０９の輝度変化の一例を示す図である。図３は、液晶パネル１
５０に入力される画像信号に同期して光源装置１００の点灯と消灯を制御するバックライトスキャンを行う場合の液晶パネル１５０の透過率の変化および各光源部の輝度の変化を示している。
【００３５】
図３（Ａ）は、入力画像信号の垂直同期信号を示す。図３では、ｎ番目の垂直同期信号をＶｓｙｎｃ（ｎ）で表している。図３（Ｂ）は液晶パネル１５０の透過率の変化を示す。図３（Ｂ）の例は、Ｖｓｙｎｃ（１）で白画像が入力され、Ｖｓｙｎｃ（３）で黒画像が入力された場合の液晶パネル１５０の透過率の変化を示す。図３（Ｃ）は光源部１０１の輝度の変化、図３（Ｄ）は光源部１０２の輝度の変化を示す。図３（Ｅ）は光源部１０１と光源部１０２の光を合成して実現される光源ブロック１０９の輝度の変化を示す。
【００３６】
図３の例では、光源部１０１および光源部１０２のデューティ比はともに５０％（ＰＷＭ値２０４８）であるとする。
【００３７】
図３（Ｃ）に示すように、Ｖｓｙｎｃ（１）の期間における光源部１０１の点灯期間は、Ｖｓｙｎｃ（１）の期間の終わりを基準としてデューティ比５０％に相当する期間（ＰＷＭ周期（１／６０秒）の５０％）である。Ｖｓｙｎｃ（１）の期間の終わりは、Ｖｓｙｎｃ（２）の立ち上がりでもある。光源部１０１のＰＷＭ周期はフレーム周期と同じであるから、このような点灯期間とそれ以外の消灯期間とから構成されるＰＷＭ周期が１回分、Ｖｓｙｎｃ（２）の立ち上がりが点灯期間の終わりとなるように設定される。
【００３８】
図３（Ｄ）に示すように、Ｖｓｙｎｃ（１）の期間における光源部１０２の点灯期間は、Ｖｓｙｎｃ（１）の期間の終わりを基準としてデューティ比５０％に相当する期間（ＰＷＭ周期（１／３００秒）の５０％）である。Ｖｓｙｎｃ（１）の期間の終わりは、Ｖｓｙｎｃ（２）の立ち上がりでもある。光源部１０１のＰＷＭ周期はフレーム周期の１／５であるから、このような点灯期間とそれ以外の消灯期間とから構成されるＰＷＭ周期が５回分、Ｖｓｙｎｃ（２）の立ち上がりが点灯期間の終わりとなるように設定される。
【００３９】
図３（Ｃ）に示すように、光源部１０１の輝度変化では、駆動回路部１０３が光源部１０１を消灯させるタイミング（時刻ｔ１）から次に点灯するタイミング（時刻ｔ２）までの期間に、主として赤色蛍光体の蛍光による点灯期間が存在する。この赤色点灯期間中、図３（Ｄ）に示すように、光源部１０２は短い周期で点灯および消灯を繰り返している。すなわち、光源部１０１の消灯期間内に光源部１０２の点灯期間が少なくとも１つ含まれるように、光源部１０１および光源部１０２の発光を制御する。実施例１では、光源部１０１の消灯期間の開始から、赤色蛍光体が励起光を受けてから蛍光を発するまでの応答時間に応じた期間内に、光源部１０２の点灯期間が少なくとも１つ含まれるようにしている。すなわち、実施例１では、複数の波長の蛍光の応答時間のうち長い方の応答時間に応じた期間内に、光源部１０２の点灯期間が少なくとも１つ含まれるようにしている。このような制御により、図３（Ｅ）に示すように、光源ブロック１０９の輝度変化においては、光源部１０１の赤色蛍光体による赤色の光と光源部１０２の光が合成されることにより、赤色蛍光体の赤色の光成分が視認されにくくなる。よって、色割れの発生を抑制できる。
【００４０】
次に、実施例１に係る光源装置１００の点灯制御について図４のフローチャートに基づき説明する。このフローチャートの各ステップの処理は、制御部１０６によって実行される。
【００４１】
ステップＳ１００において、制御部１０６は、光源装置１００の点灯制御を開始する。光源装置１００を備えた液晶表示装置の電源オン指示入力時や、液晶表示装置が省電力モード等による消灯状態から表示状態に復帰する指示入力時等に点灯制御が開始される。
【００４２】
ステップＳ１０１において、制御部１０６は、外部から画像信号を入力する。画像信号は、例えば、光源装置１００を備えた液晶表示装置に備わる画像信号入力部から光源装置１００の制御部１０６に転送される。
【００４３】
ステップＳ１０２において、制御部１０６は、入力された画像信号が動画像と静止画像のいずれであるかを判定する。入力画像信号が静止画像である場合、ステップＳ１０３に進み、動画像である場合、ステップＳ１０４に進む。
【００４４】
ステップＳ１０３において、制御部１０６は、駆動回路部１０３および駆動回路部１０４に対し、同一のＰＷＭ周波数のＰＷＭ信号で光源部１０１および光源部１０２をそれぞれ点灯制御するよう指示する。ここでは、同一のＰＷＭ周波数を３００Ｈｚとする。すなわち、ステップＳ１０３において、制御部１０６は、駆動回路部１０３のＰＷＭ周波数ｆ１および駆動回路部１０４のＰＷＭ周波数ｆ２をともに３００Ｈｚとする。
【００４５】
ステップＳ１０４において、制御部１０６は、駆動回路部１０３および駆動回路部１０４に対し、駆動回路部１０４のＰＷＭ周波数ｆ２が駆動回路部１０３のＰＷＭ周波数ｆ１より高くなるように指示する。ここでは、ＰＷＭ周波数ｆ１を液晶表示装置の垂直走査周波数（６０Ｈｚとする）に合わせて６０Ｈｚに設定する。このように設定する理由は、画像信号が動画像の場合、バックライトスキャン制御を行って動画ぼけを抑制するためである。バックライトスキャン制御を行う場合、光源部１０１のＰＷＭ周波数ｆ１を液晶表示装置の垂直走査周波数と合わせると動画ぼけの抑制効果が高まる。また、ＰＷＭ周波数ｆ２を、ＰＷＭ周波数ｆ１（ここでは６０Ｈｚ）よりも高い周波数、ここでは３００Ｈｚに設定する。ＰＷＭ周波数ｆ２をＰＷＭ周波数ｆ１より高くすることにより、図３を参照して説明したように、低周波駆動される光源部１０１の赤色蛍光体の赤色の光が高周波駆動される光源部１０２の白色光と合成されて視認されにくくなる。
【００４６】
ステップＳ１０５において、制御部１０６は、光源部１０１および光源部１０２を点灯させる。制御部１０６は、ステップＳ１０３またはステップＳ１０４で決定したＰＷＭ周波数を駆動回路部１０３および駆動回路部１０４に指示する。駆動回路部１０３および駆動回路部１０４は、指示されたＰＷＭ周波数で光源部１０１および光源部１０２を駆動することで、光源部１０１および光源部１０２が点灯する。
【００４７】
ステップＳ１０６において、制御部１０６は、光源装置１００の点灯制御を終了するか判定する。光源装置１００を備えた液晶表示装置の電源オフ指示入力時や、液晶表示装置への画像信号の入力が停止したときに、制御部１０６は点灯制御を終了すると判定する。点灯制御を終了しない場合、制御部１０６は、ステップＳ１０２からステップＳ１０５の処理を繰り返す。
【００４８】
ステップＳ１０７において、制御部１０６は、光源装置１００の点灯制御を終了する。このように、実施例１では、入力される画像信号が動画像である場合に、制御部１０６は、互いに異なる第１駆動周期と第２駆動周期とで光源部１０１および光源部１０２の発光を周期的に制御する。また、入力される画像信号が静止画像である場合に、制御部１０６は、互いに同一の第１駆動周期と第２駆動周期とで光源部１０１および光源部１０２の発光を周期的に制御する。
【００４９】
図５に、実施例１の光源装置１００を備えた液晶表示装置で動画像を表示する場合のバックライトスキャンを行ったときの光源装置１００の各光源ブロック１０９の輝度の変化の一例を示す。図５（Ａ）は、入力画像信号の垂直同期信号を示す。図５（Ｂ）から図５（Ｅ）はそれぞれ、図２の１行目から４行目の光源ブロック１０９それぞれの輝度の変化を示す。
【００５０】
図５（Ｂ）から図５（Ｅ）に示すように、１行目の光源ブロック１０９から４行目の光源ブロック１０９までを、垂直同期信号の１周期を４分割した４．１７ｍｓｅｃおきに、順次点灯させる。このように、液晶表示装置の垂直走査の進行に合わせて、複数の光源ブロックを順次点灯させるバックライトスキャンを行うことで、液晶表示装置の動画ぼけを抑制することができる。各行の光源ブロック１０９の輝度変化では、図３（Ｅ）で説明したように、異なるＰＷＭ周波数で駆動される複数の光源部により各光源ブロック１０９を構成することにより、蛍光体の応答速度のばらつきに起因する赤色やシアン色の光成分が視認されにくくなる。
【００５１】
実施例１によれば、励起特性が異なる赤色蛍光体と緑色蛍光体の発する複数の波長の蛍光を用いて白色を発光する白色光源を備えた光源装置をバックライトスキャンによって間欠発光させた場合の色割れを抑制することができる。
【００５２】
（実施例２）
本発明の実施例２について説明する。実施例２は、ＰＷＭ周波数が高い光源部１０２の点灯タイミングを、光源部１０１の点灯タイミングに対し、白色光源の赤色蛍光体の応答時間の分だけ遅延させることで、色割れをより一層抑制することを図った例である。
【００５３】
図６を参照して、実施例２に係る光源装置２００の概略構成を説明する。
光源装置２００は、画像表示装置２６０の液晶パネル２５０に光を照射するバックライトである。液晶パネル２５０は、画像信号に基づき光源装置２００からの光を変調することにより画像を表示する表示パネルである。光源装置２００は、光源部２０１、光源部２０２、駆動回路部２０３、駆動回路部２０４、電源部２０５、制御部２０６、光源ブロック２０９、メモリ２１０、および遅延回路部２１１から構成される。
【００５４】
光源部２０１、光源部２０２、駆動回路部２０３、駆動回路部２０４、電源部２０５、制御部２０６、光源ブロック２０９、メモリ２１０は、実施例１の同一名称の構成要素と同様である。また、実施例１の反射部１０７と保持部１０８に相当する構成要素も不図示であるが実施例２の光源装置２００にも備わる。実施例１と実施例２の相違点は、駆動回路部２０４と制御部２０６の間に遅延回路部２１１を設けたことである。
【００５５】
遅延回路部２１１は、光源部２０１および光源部２０２に用いる白色光源の赤色蛍光体の応答速度に合わせて、光源部２０２の点灯開始タイミングを光源部２０１より遅延させる回路である。すなわち、色割れ抑制制御において、光源部２０１の発光の周期の開始タイミングに対し、光源部２０２の発光の周期の開始タイミングを、赤色蛍光体が励起光を受けてから蛍光を発するまでの応答時間に応じた時間だけ遅延させる。実施例２では、複数の波長の蛍光の応答時間のうち長い方の応答時間に応じた時間だけ遅延させる。実施例２では、赤色蛍光体の応答時間が緑色蛍光体よりも１０ｍｓｅｃ程度遅延している場合を想定し、光源部２０２の点灯開始も光源部２０１に対し１０ｍｓｅｃ遅延させる。
【００５６】
図７は、光源部２０１と光源部２０２とを異なるＰＷＭ周波数のＰＷＭ信号で発光制御し、光源部２０２の点灯開始タイミングを光源部２０１に対し遅延させた場合の光源ブロック２０９の輝度変化の一例を示す図である。
【００５７】
図７（Ａ）は、入力画像信号の垂直同期信号を示す。図７（Ｂ）は液晶パネル２５０の透過率の変化を示す。図７（Ｂ）の例は、Ｖｓｙｎｃ（１）で白画像が入力され、Ｖｓｙｎｃ（３）で黒画像が入力された場合の液晶の透過率の変化を示す。図７（Ｃ）は光源部２０１の輝度の変化、図７（Ｄ）は光源部２０２の輝度の変化を示す。図７（Ｅ）は光源部１０１と光源部１０２の光を合成して実現される光源ブロック１０９の輝度の変化を示
す。
【００５８】
図７（Ｃ）に示すように、光源部２０１の赤色蛍光体の応答が遅れ、赤色点灯となっている期間（時刻ｔ１からｔ２）に合わせて、図７（Ｄ）に示すように、光源部２０２が短い周期で点灯および消灯を繰り返す。そのため、図７（Ｅ）に示すように、光源ブロック２０９の輝度変化においては、光源部２０１の赤色蛍光体による赤色の光成分がより視認されにくくなる。よって、色割れの発生をより確実に抑制できる。
【００５９】
実施例２によれば、励起特性が異なる赤色蛍光体と緑色蛍光体の発する複数の波長の蛍光を用いて白色を発光する白色光源を備えた光源装置をバックライトスキャンによって間欠発光させた場合の色割れを実施例１よりも一層抑制することができる。
【００６０】
（変形例）
上記各実施例は本発明を実施するための一例であり、本発明は上記の各実施例に限定されない。上記の各実施例には本発明の範囲内で種々の変更を加え、また組み合わせることができる。
【００６１】
上記実施例では、光源部１０１および光源部１０２は、それぞれ、第１の色の光を発する発光素子として青色ＬＥＤを備える。また、発光素子から発せられた第１の色の光が照射されたことに応じて第１の色と異なる第２の色を発する第１光変換部材として赤色蛍光体を備える。また、発光素子から発せられた第１の色の光が照射されたことに応じて第１の色および第２の色と異なる第３の色の光を発する第２光変換部材として青色蛍光体を備える。第１光変換部材は、第１の色の光（青色）が第１光変換部材に照射されてから、第１の期間あとに、第２の色の光（赤色）を発し、第２光変換部材は、第１の色の光（青色）が第２光変換部材に照射されてから、第２の期間あとに、第３の色の光（緑色）を発する。上記実施例ではこのような光源部１０１および光源部１０２を第１光源および第２光源として備える光源装置において、色割れを抑制する制御を行う実施例を説明した。すなわち、第１光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期λ１で周期的に制御し、第２光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期λ１よりも短い第２駆動周期λ２で周期的に制御することにより、各光源の発光をそれぞれ独立に制御する例を説明した。詳細には、実施例１では、第１光源の消灯期間の開始から、第１の期間および第２の期間のうち長い方（実施例１では第１の期間）に応じた期間内に、第２光源の点灯期間が少なくとも１つ含まれるように、第１光源および第２光源の発光を制御する例を説明した。さらに、実施例２では、第１駆動周期λ１の開始タイミングに対し、第２駆動周期λ２の開始タイミングを、第１の期間および第２の期間のうち長い方（実施例２では第１の期間）に応じた時間だけ遅延させる例を説明した。
【００６２】
しかし、本発明はこの例に限定されない。第１光源および第２光源が発光素子と第１光変換部材を備える光源装置も本発明に含まれる。例えば、第１の色の光を発する発光素子として青色ＬＥＤを備え、発光素子から発せられた第１の色の光が照射されたことに応じて第１の色と異なる第２の色を発する第１光変換部材として黄色蛍光体を備える第１光源および第２光源を備える光源装置も含まれる。この場合、第１光変換部材は、第１の色の光（青色）が第１光変換部材に照射されてから、第１の期間あとに、第２の色の光（黄色）を発するものとする。本発明によれば、このような第１光源および第２光源を備えた光源装置において、色割れを抑制する制御を行うこともできる。すなわち、第１光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期で周期的に制御し、第２光源の点灯期間と消灯期間とを第１駆動周期より短い第２駆動周期で周期的に制御することにより、各光源の発光をそれぞれ独立に制御すると良い。詳細には、第１光源の消灯期間の開始から、第１の期間に応じた期間内に、第２光源の点灯期間が少なくとも１つ含まれるように、第１光源および第２光源の発光を制御すると良い。さらに、実施例２と同様に、第１駆動周期の開始タイミ
ングに対し、第２駆動周期の開始タイミングを第１の期間に応じた時間だけ遅延させるようにしても良い。このような制御を行うことにより、発光素子が消灯してから第１の期間に第２の色の光が視認されることを抑制でき、色割れを抑制できる。
【００６３】
上記実施例では、本発明の光源装置を液晶表示装置のバックライトに適用した例を説明したが、本発明を適用可能な光源装置はこれに限らない。本発明に係る光源装置は、画像信号に応じて光を変調して透過率を調節することで画像を表示する透過型の表示パネルに光を供給する光源装置全般に適用可能である。また、そのような光源装置と表示パネルから構成される表示装置も本発明に含まれる。例えば、広告表示装置や標識表示装置、それらで用いられる光源装置、街灯、室内照明、顕微鏡照明等の照明装置にも本発明を適用することができる。
【００６４】
上記実施例では、光源が１つの発光素子（ＬＥＤ）を備える構成を一例として説明したが、光源は複数の発光素子からなる発光素子群を備える構成であっても良い。その場合、同一の発光素子群に属する発光素子同士は同一の制御信号により駆動される。
【００６５】
上記実施例では、光源が第１光変換部材や第２光変換部材に光を照射するＬＥＤを備える構成を例に説明したが、第１光変換部材や第２光変換部材に光を照射するその他の発光素子や蛍光灯を備える構成も本発明に含まれる。
【００６６】
上記実施例では、光源ブロックの数が４である場合を例に説明したが、光源ブロックの数はこの限りではない。また、光源ブロックによるバックライトの仮想的な分割のしかた、また表示パネルの表示領域の仮想的な部分領域による分割のしかたは、上記実施例に限られない。例えば、縦１０ブロック×横２ブロック等、種々の分割のしかたであっても良い。
【００６７】
上記実施例では、各光源ブロックを構成する複数の光源部の各々を構成する白色光源として、青色ＬＥＤと、緑色蛍光体と、赤色蛍光体とを有する白色光源の例を説明したが、白色光源の構成はこれに限らない。励起光の波長、蛍光の波長、波長の種類、波長による応答時間の差等は、本発明の範囲内で種々に変更することができる。
【００６８】
上記実施例では、制御部１０６がＣＰＵやＦＰＧＡによって構成され、制御部１０６が実行する各種の制御は、ＣＰＵやＦＰＧＡがメモリ１１０からプログラムを読み込んで実行することで実現される例を説明した。しかし、本発明の制御方法を実行する方法はこれに限らない。
【００６９】
上記実施例のＰＷＭ制御は一例であってこれに限られない。例えば、駆動回路部１０３のＰＷＭ周期λ１とフレーム周期が等しい場合を例に説明したが、ＰＷＭ周期とフレーム周期は異なっていても良い。またデューティ比を４０９６レベルのＰＷＭ値で表す場合を説明したが、デューティ比の表し方はこれに限らない。ＰＷＭ周期が消灯期間で始まるか点灯期間で始まるかも任意に設定可能である。また、静止画像を表示する場合に駆動回路部１０３および駆動回路部１０４のＰＷＭ周波数をともに３００Ｈｚに設定する例を説明したが、このＰＷＭ周波数は一例であってこれに限られない。ＰＷＭ周波数は、フリッカ（画面のちらつき）の特性や液晶表示装置の垂直走査周波数に応じて適宜設定すると良い。また、動画像を表示する場合に駆動回路部１０３のＰＷＭ周波数ｆ１（６０Ｈｚ）の５倍を駆動回路部１０４のＰＷＭ周波数ｆ２（３００Ｈｚ）とする例を説明したが、これも一例である。駆動回路部１０４のＰＷＭ周波数ｆ２は駆動回路部１０３のＰＷＭ周波数ｆ１の整数倍でなくても良い。駆動回路部のＰＷＭ周波数は、白色光源に用いられている蛍光体の応答時間や、バックライトスキャンによる視認特性に応じて適宜設定すると良い。また、上記実施例では、光源部１０１の駆動周期λ１に対する光源部１０１の点灯期間の
比率と、光源部１０２の駆動周期λ２に対する光源部１０２の点灯期間の比率と、が同じになるように、各光源の点灯期間と消灯期間とを制御する例を説明した。また、光源部１０２から発せられる光の輝度が、光源部１０１から発せられる光の輝度よりも低くなるように各光源を制御する例を説明した。しかし、本発明はこれらに限定されない。光源部１０１および光源部１０２の発光によって目標の輝度が達成できるのであれば、光源部１０１および光源部１０２の点灯期間の比率や輝度は適宜設定することができる。
【００７０】
上記実施例において、静止画像の表示時には、光源部１０１と光源部１０２のＰＷＭ周波数を同一とする例を説明したが、静止画像の表示時の光源装置の制御には他にも種々の制御が考えられる。例えば、光源部１０１と光源部１０２の点灯時間をできるだけ長くするよう制御しても良い。蛍光体の応答遅れによる赤色の光成分が視認されるのはＰＷＭ制御による消灯期間中であるから、消灯期間を短くすれば赤色の光成分が視認されにくくなり色割れを抑制できる。静止画像を表示する場合、動画ぼけを抑制するためのバックライトスキャンを行う必要がないため、このように消灯期間をできるだけ短くするような制御を行うことができる。
【００７１】
また、静止画像の表示時には、光源部１０１と光源部１０２のどちらか一方のみ点灯させても良い。こうすることで、点灯させる方の光源部のＰＷＭ値を大きくできるので、色割れを抑制できる。静止画像の表示時に表示輝度を低くする必要がある場合には、ＰＷＭ値を小さくする必要があるが、光源部１０１と光源部１０２の一方のみを点灯させることで点灯させる光源部の消灯期間を短くできるので、消灯期間中に赤色の光成分が視認されにくくなる。
【００７２】
また、静止画像の表示時にも、動画像を表示する場合と同様に光源部１０１と光源部１０２のＰＷＭ周波数を異なる周波数に設定するとともに、光源部１０１のＰＷＭ値と光源部１０２のＰＷＭ値を異なる値としても良い。
【００７３】
また、静止画像の表示時には、光源部１０１および光源部１０２に対し電流制御およびＰＷＭ制御を行っても良い。例えば、光源部１０１のＰＷＭ値を上限の４０９５とすることができるように電流値を調整する。また、光源部１０１の点灯開始時および消灯時のみ、光源部１０２を点灯させてシアン色や赤色を視認されにくくすることもできる。
【００７４】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１００：光源装置、１０１：光源部、１０２：光源部、１０３：駆動回路部、１０４：駆動回路部、１０６：制御部
【図１】
2019009016.tif 000003
【図２】
2019009016.tif 000004
【図３】
2019009016.tif 000005
【図４】
2019009016.tif 000006
【図５】
2019009016.tif 000007
【図６】
2019009016.tif 000008
【図７】
2019009016.tif 000009
【図８】
2019009016.tif 000010
【図９】
2019009016.tif 000011