(57)【要約】【課題】カラー映像表示パネルの背後に白色バックライトとして少なくとも２色以上の光を発光する複数の光源体を設ける場合に、色の分離を視認しにくくし、また、電源回路の負荷を軽減する。【解決手段】ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂがカラー映像表示パネル１の背後に白色バックライトとして配置され、バックライト制御回路３は、カラー映像表示パネルに印加される映像信号の同期信号に同期して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを略同時に、かつそれぞれの発光効率に応じてＰＷＭ制御して合成光を調光するとともに、点灯区間の中心位置が同じになるようにＰＷＭ制御する。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの各駆動パルスの位相φ１、φ２、φ３が異なるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー映像表示パネルの背後にバックライトとして配置された少なくとも２色以上の光を発光する複数の光源体と、
前記カラー映像表示パネルに印加される映像信号の同期信号に同期して、前記複数の光源体の各々を略同時に、かつそれぞれの発光効率に応じてＰＷＭ制御して合成光を調光するとともに、ＰＷＭの駆動パルスの時間軸上の中心位置が同じになるようにＰＷＭ制御する制御回路とを、
有するカラー映像表示装置の光源装置。
【請求項２】
カラー映像表示パネルの背後にバックライトとして配置された少なくとも２色以上の光を発光する複数の光源体と、
前記カラー映像表示パネルに印加される映像信号の同期信号に同期して、前記複数の光源体の各々を略同時に、かつそれぞれの発光効率に応じてＰＷＭ制御して合成光を調光するとともに、ＰＷＭの駆動パルスの時間軸上の位相が異なるようにＰＷＭ制御する制御回路とを、
有するカラー映像表示装置の光源装置。
【請求項３】
前記複数の光源体は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤであり、合成光が白色であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー映像表示装置の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶パネルの白色バックライトとして例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各光源を略同時に発光させて白色光源として用いたカラー映像表示装置の光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、カラーフィルタを備えていないモノクロ液晶シャッタの背後にＲ、Ｇ、Ｂの各カラー光源を配置して各カラー光源を時分割で点灯するとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの各点灯区間でモノクロ液晶シャッタをＲ、Ｇ、Ｂの各映像信号で駆動することによりカラー映像を表示する構造が記載されている。また、下記の特許文献２は、モノクロ液晶シャッタの背後にＲ、Ｇ、Ｂのうち、２色以上の波長域を有する１つの光源を配置してカラー映像を表示するものが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３３３５７６号公報（図１）
【特許文献２】特開２００１-１７４７８２号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、カラー液晶パネル（カラーＬＣＤ）の白色バックライトとしてＲ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤを同時に発光させて白色光源として用いると、今日のＬＥＤではＲ、Ｇ、Ｂごとに発光効率が異なるので調光する必要がある。ここで、バックライト調光法は、ＬＥＤ駆動パルスがHigh（ハイ）のときにＬＥＤを点灯させ、駆動パルスがLow（ロー）のときに消灯させて、点灯区間のパルスの幅で発光期間を決定するというＰＷＭ（パルス幅変調）による調光方式が一般的に利用されている。バックライト部を、図８に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤを同時にＰＷＭ制御で点灯して白色光源を表現する場合、各色のＬＥＤに１フレーム中で少なくとも１発以上のパルス信号をそれぞれ入力し、それぞれのパルス幅を調整することでＲ、Ｇ、Ｂの発光バランスをとり、カラーＬＣＤの白色バックライトとしての光量や色度点、色温度の調整をしている。しかし、一般的なＬＥＤはＲ、Ｇ、Ｂごとで発光効率に差があり、カラーＬＣＤの白色バックライトとして利用する場合は、仮にＬＥＤの数がＲ、Ｇ、Ｂで等しいとすると、図９（ＰＷＭタイプ１）に示すように色ごとでパルス幅に差が生じる場合がある。
【０００４】
このように、ＰＷＭ周期の開始位置を合わせて駆動をすると、図９のように、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光を開始するタイミングは同時であるが、Ｒ、Ｇ、Ｂが消灯するタイミングに時間的な差が生じる。なお、このときの発光効率が最も悪いＢのＰＷＭデューティ比は１００％に満たない。図１０に示すように、Ｒが消灯してからギャップ１の時間がたってようやくＧが消灯し、そこから更にギャップ２の時間がたってようやくＢが消灯する。ギャップ１ではＲ、Ｇ、ＢのうちＲが消えて色はシアン（＝Ｇ＋Ｂ）になり、ギャップ２では更にＧが消えてＢだけの色になる。このギャップ１やギャップ２の時間が長いほど、各ギャップ間での色の分離（色割れ現象）が視認されやすくなる。
【０００５】
また、電力の面で見ると、図６（ａ）（ｃ）に示すようにＲ、Ｇ、Ｂの発光を開始するタイミングが同時であるので、ＬＥＤの消費電力も発光開始時に瞬間的に最大値をとり、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々のＬＥＤに供給する電源回路に大きな負荷がかかる。また、近年では画面サイズが大きくなり、それに伴ってバックライトで多くの電力を要するので、この瞬間的にかかる負荷は電源回路素子の損傷や低寿命化の原因につながる。さらには、カラーＬＣＤの動画応答性を良くするためにバックライトの点滅やスキャンなどでインパルス駆動させる場合にも、パルス幅の差分が残光として存在すると、その分だけの輝度が残ってしまい、図７（a）のように長い残像として認識される。
【０００６】
このように、ＰＷＭで液晶面へ照射する光量や色度点（白色点）、色温度を制御すると、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々でパルス幅が異なる場合があり、例えばＢは発光効率がＲ、Ｇに比べて低いので、カラーＬＣＤの白色バックライトとしてＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤを利用すると、仮にＬＥＤ数がＲ、Ｇ、Ｂで等しいときなどでは、Ｂのパルス幅をＲ、Ｇよりも広くする必要がある。この場合、パルス幅の差分だけＢはＲやＧよりも長く発光し続け、この残光はＰＷＭの駆動周波数によっては色が分離して見えたりする現象（カラーブレイキング）などの弊害を引き起こす要因となる。
【０００７】
また、バックライトにＬＥＤではなく蛍光管を用いた方式として、特許文献２ではＲＧＢ成分の発光するタイミングは同時であり、ＲＧＢで発光強度に差がある場合は、ＲＧＢ各々の発光時間に差が大きく出る。パルス幅の差分が大きいと、その分だけ発光時間に差が生じるのでこの弊害も視認されやすくなる。また、バックライトによりインパルス駆動をする際、パルス幅の差分だけ残光があるとＲ、Ｇ、Ｂが同時に、かつ、瞬間的に点灯・消灯する理想のインパルス駆動ができない。その理由は、最大輝度値から輝度値ゼロになる時間にＲ、Ｇ、Ｂごとで差が生じ、その時間差による残光でインパルス特性が鈍ってしまうからである。差分が大きければその分だけインパルス特性は鈍ってしまい、動画を見た場合は残光時間分だけ残像として目には感知される。
【０００８】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、カラー映像表示パネルの背後に白色バックライトとして少なくとも２色以上の光を発光する複数の光源体を設ける場合に、色の分離を視認しにくくすることができ、また、電源回路の負荷を軽減することができるカラー映像表示装置の光源装置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】
本発明は上記目的を達成するために、カラー映像表示パネルの背後にバックライトとして配置された少なくとも２色以上の光を発光する複数の光源体と、
前記カラー映像表示パネルに印加される映像信号の同期信号に同期して、前記複数の光源体の各々を略同時に、かつそれぞれの発光効率に応じてＰＷＭ制御して合成光を調光するとともに、ＰＷＭの駆動パルスの時間軸上の中心位置が同じになるようにＰＷＭ制御する制御回路とを、
有することを特徴とする。
また、本発明は上記目的を達成するために、カラー映像表示パネルの背後にバックライトとして配置された少なくとも２色以上の光を発光する複数の光源体と、
前記カラー映像表示パネルに印加される映像信号の同期信号に同期して、前記複数の光源体の各々を略同時に、かつそれぞれの発光効率に応じてＰＷＭ制御して合成光を調光するとともに、ＰＷＭの駆動パルスの時間軸上の位相が異なるようにＰＷＭ制御する制御回路とを、
有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂなどを合成する白色バックライトの調光をＰＷＭによりする場合に、Ｒ、Ｇ、ＢのＰＷＭ周期の中心位置を合わせるので、ＰＷＭの駆動パルスのパルス幅である点灯区間の差をパルスの立ち上がり・立ち下りとで２分割することができる。また、Ｒ、Ｇ、ＢのＰＷＭ周期の位相が異なるので、ＰＷＭの駆動パルスのパルス幅である点灯区間の差をパルスの立ち上がり・立ち下りとで略２分割することができる。このため、点灯区間の差により発生する色分離（カラーブレイキング）の視認性を半減させることができ、またインパルス駆動させる場合にも残光成分を半減させたインパルス駆動ができ、さらに動画における画質を向上させることができる。また、パルス幅が色ごとで異なる場合には、ＬＥＤ各色へ流れ込む電流のタイミングに時間差ができるので、瞬間的な電力上昇を抑え、ＬＥＤに電源を供給する電源回路の負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係るカラー映像表示装置及びその光源装置の一実施の形態を示すブロック図、図２は図１のバックライト制御回路を詳しく示すブロック図、図３は図１の光源部を詳しく示すブロック図、図４はＲ、Ｇ、Ｂの各駆動パルスを示すタイミングチャート、図５は図４の駆動パルスを詳しく説明するためのタイミングチャート、図６は図４と図９の各駆動パルスを比較して示す説明図、図７は図４と図９の各駆動パルスによる色変化を比較して示す説明図である。
【００１２】
カラー映像表示パネル１は、例えばカラーフィルタを備えたカラーＬＣＤであり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各映像信号と垂直同期信号を含む映像・同期信号が印加される。光源装置２はバックライト制御回路３と光源部４を有し、バックライト制御回路３には映像・同期信号が印加される。バックライト制御回路３は図２に詳しく示すようにタイミング回路５とＰＷＭ生成部６を有し、光源部４は図３に詳しく示すようにＲ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを有する。光源部４はカラー映像表示パネル１の背後に白色バックライトとして配置される。タイミング回路５は垂直同期信号に基づいて映像フレームに同期したタイミング信号を生成し、ＰＷＭ生成部６はこのタイミング信号に基づいて図４（ＰＷＭタイプ２）に示すようにＲ、Ｇ、Ｂの各駆動パルスＲ_ＰＷＭ、Ｇ_ＰＷＭ、Ｂ_ＰＷＭを生成してそれぞれＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに印加する。駆動パルスＲ_ＰＷＭ、Ｇ_ＰＷＭ、Ｂ_ＰＷＭは、ＬＥＤ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの各発光効率に応じて略同時にＰＷＭ制御して合成光を調光するとともに、点灯区間の中心位置が同じである。
【００１３】
図４に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各駆動パルスＲ_ＰＷＭ、Ｇ_ＰＷＭ、Ｂ_ＰＷＭの駆動パルス（点灯区間）の時間軸上の中心位置をＲ、Ｇ、Ｂで揃えるような駆動にすると、図５で示すように、図１０（ＰＷＭタイプ１）で示したＲ消灯時からＧ消灯時までのギャップ１を図５中ではＧ点灯開始時からＲ点灯開始時までのギャップ１−１とＲ消灯時からＧ消灯時までのギャップ１−２に、また、図１０で示したＧ消灯時からＢ消灯時までのギャップ２をＢ点灯開始時からＧ点灯開始時までのギャップ２−１とＧ消灯時からＢ消灯時までのギャップ２−２にそれぞれ２分割するので、Ｒ、Ｇ、Ｂの点灯区間ギャップでの色分離の視認性は半減する。これは、図１０に示すＰＷＭタイプ１と比べて、ＰＷＭ周期と次のＰＷＭ周期との間にパルスがLowになるリセット期間（消灯区間５０５）があるため、ギャップ１−１とギャップ１−２、及びギャップ２−１とギャップ２−２は連続量として認識しないですむためである。また、図６（ｂ）のようにＰＷＭタイプ２の消費電力は階段状で徐々に上昇し、ＰＷＭタイプ１に比べ、瞬間的な電力上昇を抑えて電源回路にかかる負担を軽減することができる。インパルス駆動においても、本発明（ＰＷＭタイプ２）では、Ｒ、Ｇ、Ｂの点灯区間の差を点灯時と消灯時の２つに分散し、残光を図７（ｂ）のように半分に軽減することができるので、動画での画質を向上させることができる。
【００１４】
＜第２の実施の形態＞
次に、上述した実施の形態を第１の実施の形態として、図１１を参照して第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、図１１に示すように発光効率が最も悪いために、ＰＷＭ幅ａ、ｂ、ｃが全色の中で最大となるＢのＰＷＭ幅ｃ、位相φ３を基準にして、ＲとＧの各駆動パルスの位相φ１、φ２が異なるように制御することにより、色割れを低減し、急激な電力変化を抑制する。また、インパルス駆動の観点から、間欠駆動する場合には、光源の非発光期間が長いほど効果があるので、Ｂの駆動パルスがハイとなる期間から外側に、ＲとＢの駆動パルスがハイとなる期間が外れないように、位相φ１、φ２、φ３を調整することが望ましい。言い換えると、非発光時間を最大にする必要がある。
【００１５】
以上説明したように、本発明の特徴は、各色の光源の発光効率に応じてＰＷＭ制御して合成光を調光する場合に、ＰＷＭの各駆動パルスの立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングが一致しないように制御することにある。なお、上述した第1、第２の実施の形態では、光源装置２としてＲ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤを例にして説明したが、３色の場合に限るものではなく、また、ＬＥＤに限るものではなくＰＷＭ制御により調光するものであれば他の光源でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るカラー映像表示装置及びその光源装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１のバックライト制御回路を詳しく示すブロック図である。
【図３】図１の光源部を詳しく示すブロック図である。
【図４】Ｒ、Ｇ、Ｂの各駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【図５】図４の駆動パルスを詳しく説明するためのタイミングチャートである。
【図６】図４と図９の各駆動パルスを比較して示す説明図である。
【図７】図４と図９の各駆動パルスによる色変化を比較して示す説明図である。
【図８】従来例において、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤをＰＷＭ制御する駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【図９】従来例において、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤを発光効率に応じてＰＷＭ制御して合成光を調光する駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【図１０】図９の駆動パルスを詳しく説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】第２の実施の形態におけるＲ、Ｇ、Ｂの各駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００１７】
１  カラー映像表示パネル
２  光源装置
３  バックライト制御回路
４  光源部
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ  ＬＥＤ
５  タイミング回路
６  ＰＷＭ生成部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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