(57)【要約】【課題】表示パネル上に干渉縞やウェービングノイズが発生することを抑制する照明装置及びこれを備えた表示装置を提供すること。【解決手段】表示パネルの画面を所定の方向に区分した複数の表示領域をそれぞれ照明する複数の光源を備え、これら複数の光源をＰＷＭ調光方式より一定の周期で点滅制御することにより、表示パネルにおける表示画面の輝度を調整可能な照明装置であって、位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号を生成する点滅位相制御部を備えると共に、点滅位相制御部が生成した複数のＰＷＭ調光信号が複数の光源に対して不規則に振り分けられて用いられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルの画面を所定の方向に区分した複数の表示領域をそれぞれ照明する複数の光源を備え、これら複数の光源をＰＷＭ調光方式より一定の周期で点滅制御することにより、前記表示パネルにおける表示画面の輝度を調整可能な照明装置であって、位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号を生成する点滅位相制御部を備えると共に、前記点滅位相制御部が生成した複数のＰＷＭ調光信号が前記複数の光源に対して不規則に振り分けられて用いられていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記複数の光源を、隣り合う光源同士を組とする複数組に分割すると共に、これら各組の光源に対する点滅制御が同一であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号は、相互に等しい角度ずつ異なっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の照明装置を備えてなることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示品位に優れた表示装置の照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示装置が広く用いられている。一般的に透過型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置では、画面が観察者にとって十分明るくなるように照明装置が備えられている。
【０００３】
この照明装置には、光源として冷陰極管などの蛍光管が広く用いられている。これらの蛍光管の調光方式としては、従来からＰＷＭ（Pulse Wide Modulation：パルス幅変調）方式が採用されている。ＰＷＭ調光方式は、ＰＷＭ周期と呼ばれる短い周期内に、蛍光管が点灯する期間と点灯しない期間を設ける調光方式である。この方式により、ＰＷＭ周期における点灯期間と消灯期間の時間比率（デューティー率）を変化させることで光量を調節することができる。
【０００４】
従来、複数本の蛍光管を備えた照明装置では、全ての蛍光管をＰＷＭ調光方式により同一のＰＷＭ周期で同一の位相で点滅制御していた。すなわち、全ての蛍光管を、同時にＯＮさせ、かつ同時にＯＦＦさせていた。しかしながら、このＰＷＭ周期が、液晶表示パネルへの映像データの書き込みの周期である垂直同期信号の周期の倍数に近い場合、画面上に横縞状のノイズが現れて上下方向に流れるという、いわゆるウェービングノイズが発生することがある。
【０００５】
このようなウェービングノイズの発生は、液晶表示パネルの表示品位を損なうことから、従来、ウェービングノイズが発生しないようにＰＷＭ周期を設定することが行われていた。尚、本発明に関連する先行技術文献として下記特許文献１が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５４８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このウェービングノイズは、ＰＷＭ周期と垂直同期信号の周期の干渉に起因するため、垂直同期信号の周期が変化した場合や、デューティー率が変化した場合には、発生する症状も変化する。つまり、ある特定の垂直同期信号の周期で使用している場合には、ウェービングノイズが発生しないが、この垂直同期信号の周期を変更すると発生することがある。また、ユーザーが明るさの調整をするとデューティー率が変化するため、ある特定の明るさでウェービングノイズが発生することがある。
【０００８】
異なる垂直同期信号の周期を用いる場面としては、テレビ放送の表示において、表示パネルをＮＴＳＣ方式の信号とＰＡＬ方式の信号の両方の方式に対応できる構成とし、ユーザーが信号の方式を選択して使用する場合などがある。
【０００９】
従来、上述したＮＴＳＣ方式の信号とＰＡＬ方式の信号の両方に対応させるには、ＰＷＭ周期を、ＮＴＳＣ方式に対して好適な設定とＰＡＬ方式に対して好適な設定の中間に設定する構成が用いられている。しかしながら、この構成では、いずれの方式で使用する場合においても、ウェービングノイズを目立たなくすることができるが、完全になくすことは困難である。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、表示パネル上に干渉縞やウェービングノイズが発生することを抑制する照明装置及びこれを備えた表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、表示パネルの画面を所定の方向に区分した複数の表示領域をそれぞれ照明する複数の光源を備え、これら複数の光源をＰＷＭ調光方式より一定の周期で点滅制御することにより、前記表示パネルにおける表示画面の輝度を調整可能な照明装置であって、位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号を生成する点滅位相制御部を備えると共に、前記点滅位相制御部が生成した複数のＰＷＭ調光信号が前記複数の光源に対して不規則に振り分けられて用いられていることを要旨とするものである。
【００１２】
この場合、前記複数の光源を、隣り合う光源同士を組とする複数組に分割すると共に、これら各組の光源に対する点滅制御が同一である構成にすると良い。また、前記位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号は、相互に等しい角度ずつ異なっている構成にすると良い。
【００１３】
そして、このような照明装置を備えてなる表示装置として構成すると良い。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を有する照明装置によれば、位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号を生成する点滅位相制御部を備えると共に、この点滅位相制御部が生成した複数のＰＷＭ調光信号が複数の光源に対して不規則に振り分けられて用いられている構成なので、光源の点滅パターンが周期性を有し難くくなる。しがって、表示パネルのいかなる垂直同期信号の周期であっても、また、いなかる明るさに調整されても、それらとの干渉が抑制される。その結果、表示パネル上の干渉縞の発生や、干渉縞の上下移動によるウェービングノイズの発生を防止することができる。
【００１５】
この場合、前記複数の光源を、隣り合う光源同士を組とする複数組に分割すると共に、これら各組の光源に対する点滅制御が同一である構成にすれば、光源の点滅駆動に用いられる電気回路等の構成を簡易にすることができる。
【００１６】
また、前記位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号は、相互に等しい角度ずつ異なっている構成にすれば、同様に光源の点滅駆動に用いられる電気回路等の構成を簡易にすることができる。
【００１７】
そして、このような構成の照明装置を組み込んでテレビなどに用いられる表示装置とすれば、例えばＮＴＳＣ方式の信号からＰＡＬ方式の信号というように垂直同期信号の周期が変更されても、また、ユーザーが明るさの調整をしてデューティー率が変化しても、表示パネル上の干渉縞の発生や、干渉縞の上下移動によるウェービングノイズの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る照明装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る照明装置を備える表示装置の概略構成図を示している。
【００１９】
図示される表示装置３０が備える液晶表示パネル１は、ガラス基板からなるアレイ基板２と対向基板３とが液晶を介して所定の間隔で対向して設けられている。また、対向基板３にはほぼ全面に図示しない共通電極が形成されている。
【００２０】
アレイ基板２には、垂直方向に延ばされ平行に配設された複数の画素信号線Ｓと、水平方向に延ばされ平行に配設された走査線Ｇとが互いに交差するように設けられている。また、これら両配線でマトリクス状に区切られた画素領域には画素電極４がそれぞれ形成されている。そして、両配線の交差部近傍にはスイッチング素子としての薄膜トランジスタ５が配置されている。
【００２１】
また、薄膜トランジスタ５のソース電極は画素信号線Ｓに接続され、薄膜トランジスタ５のゲート電極は走査線Ｇに接続されている。そして、ドレイン電極は補助容量６と液晶７に面した画素電極４に接続されている。
【００２２】
画素信号線Ｓは、ソースドライバ８及び画素信号線駆動回路１０に接続され、走査線Ｇはゲートドライバ１２及び走査線駆動回路１４に接続されている。画素信号線駆動回路１０及び走査線駆動回路１４はコントロール回路１６に接続されて、各々制御される。ソースドライバ８にはコントロール回路１６により表示画面の表示信号が供給され、ゲートドライバ１２にはコントロール回路１６により走査信号が走査方向１７に従って供給される。
【００２３】
映像信号の制御は次のように行われる。画像表示信号、垂直・水平同期信号及び電源電圧からなる外部データ信号をコントロール回路１６に入力し、垂直・水平同期信号を基にして、ソースドライバ８にデータを取り込むためのクロック信号や走査線Ｇを切り換えるためのクロック信号を生成する。
【００２４】
ソースドライバ８は、スタートパルスの立ち上がりと同時にシフトレジスタの動作を開始し、クロックにより動作を行う。クロックと同時に入力されるデータをシフトレジスタによって選択されたサンプリングメモリに格納し、１水平ライン全ての表示データが送られると、コントロール回路１６からラッチパルスを出力する。ソースドライバ８がラッチパルスを受け取ると、ホールドメモリがサンプリングメモリに格納されているデータを一括してラッチする。ラッチされたデータはＤ／Ａ変換して画素信号線Ｓに出力し、走査線Ｇの１本にオン電圧を加えることにより、薄膜トランジスタ５の横１行を全部をオン状態にする。これにより、データ１ライン分が表示される。このような動作を同様に繰り返しながら走査線Ｇに対して上下方向に走査して全ラインを駆動する。
【００２５】
このようなアレイ基板２の裏面には、バックライトとして４本の直下型蛍光灯ランプ１９ａ〜１９ｄが配置されている。図示される直下型蛍光灯ランプ１９ａ〜１９ｄは、例えば点灯電圧８００Ｖｒｍｓ〜１５００Ｖｒｍｓで点灯周波数３０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚで駆動されるものである。
【００２６】
これらランプ１９ａ〜１９ｄは、ＰＷＭ周期と呼ばれる短い周期内に点灯する期間と点灯しない期間を設けるＰＷＭ調光方式により、ＰＷＭ周期における点灯期間と消灯期間の時間比率（デューティー率）を変化させることで光量が調節されるようになっている。
【００２７】
図示されるように点滅位相制御部２１は、位相が異なる複数のＰＷＭ調光信号２５を生成し、インバータ回路２３に供給する。インバータ回路２３は、点滅位相制御部２１からのＰＷＭ調光信号２５に基づいて、ランプ１９ａ〜１９ｄに所定周波数の交流電圧を供給し、ランプ１９ａ〜１９ｄを一定周期で点滅させる。
【００２８】
図２は、点滅位相制御部２１が生成した４つのＰＷＭ調光信号２５Ａ〜２５Ｄを示している。図示されるようにＰＷＭ調光信号２５Ａ〜２５Ｄは、周期Ｔで位相が相互に９０°ずつ異なるパルス信号となっている。つまり、ＰＷＭ調光信号２５Ａに対して、ＰＷＭ調光信号２５Ｂは９０°、ＰＷＭ調光信号２５Ｃは１８０°、ＰＷＭ調光信号２５Ｄは２７０°ずれた構成になっている。周期Ｔは例えば１／２００秒である。この場合、実線で示されるＰＷＭ調光信号２５Ａ〜２５Ｄのデューティー率は２５％である。また、破線はデューティー率が５０％、一点鎖線はデューティー率が７５％の波形を示している。
【００２９】
図３は、図２に示した４つのＰＷＭ調光信号２５Ａ〜２５Ｄを、図１に示したランプ１９ａ〜１９ｄに対して不規則に振り分けて用いた構成を示している。図示されるように、ランプ１９ａにはＰＷＭ調光信号２５Ａ、ランプ１９ｂにはＰＷＭ調光信号２５Ｃ、ランプ１９ｃにはＰＷＭ調光信号２５Ｂ、ランプ１９ｄにはＰＷＭ調光信号２５Ｄが用いられている。つまり、点灯開始時期が、ランプ１９ａ〜１９ｄの並びの方向順に順次点灯するようにはなっておらず、ランプ１９ａ→ランプ１９ｃ→ランプ１９ｂ→ランプ１９ｄというように不規則になっている。
【００３０】
このように複数のランプの点灯開始時期を相互に不規則にずらすことにより、複数のランプの点滅パターンが周期性を有し難くくなる。しがって、液晶表示パネル１の垂直同期信号の周期との干渉が抑制され、液晶表示パネル１上の干渉縞の発生や、干渉縞の上下移動によるウェービングノイズの発生が防止される。
【００３１】
図４は図３の変形例で、ランプ１９ｅが１本増えた５本のランプ１９ａ〜１９ｅの点滅に用いられるＰＷＭ調光信号の波形を示している。実線はデューティー率が２０％の場合の波形を示しており、用いられるＰＷＭ調光信号は位相が相互に７２°ずつ異なるように生成されたパルス信号となっている。尚、波線はデューティー率が５０％の場合の波形を示している。
【００３２】
図示されるように、点灯開始時期が、図３の場合と同様にランプ１９ａ〜１９ｅの並びの方向順に順次点灯するようにはなっておらず、ランプ１９ａ→ランプ１９ｄ→ランプ１９ｂ→ランプ１９ｃ→ランプ１９ｅというように不規則になっている。
【００３３】
次に図５に示した表示装置４０について説明する。図示される表示装置４０は、図１に示した表示装置３０とは、バックライトとして用いられる直下型蛍光ランプの本数が４本から２倍の８本となっている点で異なる。したがって、図１と同一の構成については同符号を付して説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００３４】
図示されるように、８本のランプは、上半分のランプ１９ａ〜１９ｄと下半分のランプ２０ａ〜２０ｄの２組に分けられて駆動制御される。具体的には、点滅位相制御部２１は、図２に示したような４つのＰＷＭ調光信号２５Ａ〜２５Ｄを生成し、これを上半分のランプ１９ａ〜１９ｄと下半分のランプ２０ａ〜２０ｄのそれぞれのインバータ回路２３，２４に供給する構成になっている。尚、８つのインバータ回路２３，２４に対してそれぞれランプを２本すつ接続して上半分で８本、下半分で８本の計１６本のランプを点灯させる構成や、８つのインバータ回路２３，２４に対してそれぞれランプを３本すつ接続して上半分で１２本、下半分で１２本の計２４本のランプを点灯させる構成などのように、一つのインバータに複数本のランプを接続する構成にしても良い。
【００３５】
図６は、図２に示した４つのＰＷＭ調光信号２５Ａ〜２５Ｄを、図５に示した上半分のランプ１９ａ〜１９ｄと下半分のランプ２０ａ〜２０ｄに対してそれぞれ不規則に振り分けて用いた構成を示している。図示されるように、ランプ１９ａとランプ２０ａにはＰＷＭ調光信号２５Ａ、ランプ１９ｂとランプ２０ｂにはＰＷＭ調光信号２５Ｃ、ランプ１９ｃとランプ２０ｃにはＰＷＭ調光信号２５Ｂ、ランプ１９ｄとランプ２０ｄにはＰＷＭ調光信号２５Ｄが用いられている。つまり、点灯開始時期が、ランプ１９ａ〜１９ｄ，ランプ２０ａ〜２０ｄの８本の並びの方向順に順次点灯するようにはなっておらず、ランプ１９ａおよびランプ２０ａ→ランプ１９ｃおよびランプ２０ｃ→ランプ１９ｂおよびランプ２０ｂ→ランプ１９ｄおよびランプ２０ｄというように２本同時点灯で不規則になっている。
【００３６】
このように複数のランプを、隣り合うランプ同士を組とする複数の組に分割すると共に、これら各組のランプに対する点滅制御が同一である構成でも、各組におけるランプの点灯開始時期を相互に不規則にずらすことにより、複数のランプの点滅パターンが周期性を有し難くくなる。これにより、液晶表示パネル１の垂直同期信号の周期との干渉が抑制され、液晶表示パネル１上の干渉縞の発生や、干渉縞の上下移動によるウェービングノイズの発生が防止される。
【００３７】
次に、上述した表示装置を備えるテレビ受信装置について簡単に説明する。図７は上述した実施形態に係る表示装置３０を備えるテレビ受信装置の構成の一例を模式的に示した分解斜視図である。このテレビ受信装置５０は、受信した電波や入力された外部からの入力信号に基づいて所定のチャンネルの映像信号と音声信号を生成するチューナ５２と、チューナ５２が生成した映像信号に基づいて映像を表示する表示装置３０と、チューナ５２が生成した音声信号に基づいて音声を発する拡声手段５４と、これらチューナ５２、表示装置３０、拡声手段５４に対して電力を供給する電源基板５３とを備える。
【００３８】
チューナ５２には、従来一般の地上波（アナログ、デジタルのいずれか又は双方）チューナ、ＢＳチューナ、ＣＳチューナなどが適用でき、拡声手段５４には、一般的なスピーカなど、従来一般の拡声手段が適用される。また、表示装置３０は、上述した実施形態に係る表示装置が適用される。
【００３９】
そして、図７に示されるように、これら表示装置３０、チューナ５２、拡声手段５４、電源基板５３は、表側キャビネット５１ａと裏側キャビネット５１ｂにより構成される筐体に収納され、さらにスタンド５５により支持される。このような構成のテレビ受信装置５０に上述した実施形態に係る表示装置３０を組み込むことで、例えばＮＴＳＣ方式の信号からＰＡＬ方式の信号というように垂直同期信号が変更されても、また、ユーザーが明るさの調整をしてデューティー率が変化しても、表示パネル上の干渉縞の発生や、干渉縞の上下移動によるウェービングノイズの発生を防止することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、上述した実施形態では、バックライトとして直下型蛍光灯ランプを４本、５本、８本設けた例について説明したが、６本や７本、更には９本、１０本・・・とｎ本設けた場合でも、ランプの点灯開始時期を相互に不規則にずらすことにより、光源の点滅パターンが周期性を有し難くくさせることができる。その際、図５に示したように、複数本のランプを隣り合うランプ同士を組とする複数組に分割すると共に、これら各組のランプに対する点滅制御を同一とする構成にすれば、点滅駆動に用いられる電気回路等の構成を簡易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示した図である。
【図２】図１の４本のランプの駆動に用いられる４つのＰＷＭ調光信号の波形を示した図である。
【図３】図１の４本のランプの点灯のタイミングを示した図である。
【図４】図１の４本のランプに１本のランプを追加して５本にした場合の点灯のタイミングを示した図である。
【図５】図１の表示装置の変形例を示した図である。
【図６】図５の８本のランプの点灯のタイミングを示した図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る表示装置が適用されるテレビ受信装置の構成を模式的に示した分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  液晶表示パネル
２  アレイ基板
３  対向基板
４  画素電極
５  薄膜トランジスタ
６  補助容量
７  液晶
８  ソースドライバ
１０  画素信号線駆動回路
１２  ゲートドライバ
１４  走査線駆動回路
１６  コントロール回路
１７  走査方向
１９，２０  直下型蛍光灯ランプ
２１  点滅位相制御部
２３，２４  インバータ回路
２５Ａ〜２５Ｂ  ＰＷＭ調光信号
３０，４０  表示装置
５０  テレビ受信機
Ｇ  走査線
Ｓ  画素信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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