JP2004086081A - カラー表示装置およびカラー表示装置の白色バランス調整方法 - Google Patents
カラー表示装置およびカラー表示装置の白色バランス調整方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】複数個の発光素子を用いたフィールドシーケンシャルカラー表示装置に於いて、各発光素子の白色バランス調整は作業者が輝度計を確認しながら可変抵抗等で各発光素子の駆動電流を調整する方法で行われていたが、調整作業に多くの時間と熟練が必要であった。
【解決手段】複数個の発光ダイオードの発光時間を記憶する時間メモリ回路と、該時間メモリ回路の記憶情報に基づいて前記発光素子の発光時間を可変する制御部と、外部とのインターフェース回路を有するカラー表示装置の構成とし、外部に前記カラー表示装置の出力光を測定する輝度計と、該輝度計の検出情報に基づいて前記時間メモリ回路の記憶情報を書き換える外部制御部としてのコンピュータを有する構成とした。
【選択図】 図１
【解決手段】複数個の発光ダイオードの発光時間を記憶する時間メモリ回路と、該時間メモリ回路の記憶情報に基づいて前記発光素子の発光時間を可変する制御部と、外部とのインターフェース回路を有するカラー表示装置の構成とし、外部に前記カラー表示装置の出力光を測定する輝度計と、該輝度計の検出情報に基づいて前記時間メモリ回路の記憶情報を書き換える外部制御部としてのコンピュータを有する構成とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の異なる波長の光を発光する発光素子を順次切り替えて発光させ、人間の目が有する時間軸合成作用を利用してカラー表示を得るフィールドシーケンシャルカラー表示装置の改良に係わり、特に発光する光の白色バランス調整手段を有するカラー表示装置とその調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶パネル等の電子光学的シャッターを用いたカラー表示装置には幾つかの方式があり、最も一般的なカラー表示装置は液晶パネルの三つの画素にそれぞれ赤緑青のカラーフィルタを構成し、この三つの画素を一つのカラー画素としてＯＮ／ＯＦＦ制御しフルカラー表示を実現していた。この方式は、液晶パネルのバックライトに蛍光管などの白色光を用いれば、比較的簡単にカラー表示を実現できるので多くのカラー表示装置に採用されているが、三つの画素で一つのカラー画素を構成するため実質的に液晶パネルの画素数が３倍必要となり、コストアップの大きな要因となっていた。
【０００３】
また、液晶パネルの各画素に形成するカラーフィルタは人間の目のカラー分布特性に適合するフィルタ特性を得ることが製造上難しいためにカラー表示の色再現性にかなり問題があった。また、近年の発光素子の進歩に伴って赤、緑、青のそれぞれの波長で発光する発光素子が開発され、これらの発光素子を一定周期で順次切り替えて発光させる光源部と、該光源部に同期して発光素子の光をＯＮ／ＯＦＦ制御する液晶パネルとを用いてカラー表示を実現するフィールドシーケンシャルカラー表示装置が製品化されており、その一例として本出願人は、特開平１０−４９０７４号でフィールドシーケンシャルカラー表示装置の改良を提案している。
【０００４】
ここで図面に基づいて従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置について説明する。図８（ａ）は、従来の拡散板方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の構成を示す分解斜視図であり、１は光源部であってその内側部分は光が反射する反射材で覆われており、１ａ、１ｂ、１ｃはそれぞれ赤、緑、青の光の波長を発光する発光ダイオードであって前記光源部１の内部に配設される。３は拡散板であって前記光源部１の発光ダイオード１ａ〜１ｃが発光する光を均等に拡散する機能を持ち、４は複数個の光シャッター画素よって構成される液晶パネルであって、前記拡散板３によって拡散された光を透過遮断制御して文字や画像を表示し、５は表示制御部であって前記光源部１に配設される発光ダイオード１ａ〜１ｃを一定周期で順次切り替えて駆動する複数の光源駆動電流６ａ、６ｂ、６ｃを出力し、また、前記液晶パネル４に対して前記光源駆動電流６ａ〜６ｃと同期する表示駆動信号７を出力する。
【０００５】
次に図８（ｂ）は、従来の導光板を用いたサイド光源方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の構成を示す分解斜視図であり、基本的な構成は図８（ａ）と同等であるので重複する部分の説明は省略する。２は導光板であり、該導光板２の横方向に前記発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃが並べて配設される。ここで該発光ダイオード１ａ，１ｂ、１ｃが発光する赤、緑、青のそれぞれの光は、前記導光板２の横面２ａから導光板２の内部に入り、該導光板２の内部で拡散されて導光板２の上面２ｂから拡散光として前記液晶パネル４に照射され、液晶パネル４は拡散光を透過遮断制御して文字や画像を表示する。
【０００６】
図９は、図８（ａ）（ｂ）で示した従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置のブロック図であり、図８（ａ）（ｂ）と重複する部分は省略し特に前記表示制御部５の内部構成について説明する。図９に於いて、破線で囲んだ部分が前記表示制御部５であり、８は前記光源駆動電流６ａ〜６ｃを出力する光源駆動回路であり、９は前期光源駆動電流６ａ〜６ｃと同期した前記表示駆動信号７を出力する液晶駆動回路であり、１０は全体制御回路であって前記光源駆動回路８に光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂをそれぞれ出力し、また、前記液晶駆動回路９に前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂと同期した表示データＤＴを出力する。
【０００７】
次に前記発光ダイオード１ａ〜１ｃを駆動する前記光源駆動回路８の構成を詳説する。図１０は光源駆動回路８の回路図であり、図１０に於いて、光源駆動回路８は前記発光ダイオード１ａ〜１ｃに対応して同一構成の三つの光源駆動回路８ａ、８ｂ、８ｃに分かれており、ここでは前記発光ダイオード１ａを駆動する光源駆動回路８ａについてのみ回路構成を説明し、光源駆動回路８ｂ、８ｃについては省略する。光源駆動回路８ａのＳＷは半導体スイッチであり、ＶＲは可変抵抗であり、該半導体スイッチＳＷの入力端子ＩＮは電源ＶＣＣに接続し、出力端子ＯＵＴは前記可変抵抗ＶＲの端子ＶＲ１に接続し、コントロール端子ＣＮＴは前記全体制御回路１０の出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを入力し、前記可変抵抗ＶＲの他方の端子ＶＲ３はグランドＧＮＤに接続している。
【０００８】
ＯＰは差動入力を有する差動増幅器であり、そのプラス入力端子は前記可変抵抗ＶＲの中点端子ＶＲ２に接続し、該差動増幅器ＯＰの出力は抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒのベース端子Ｂに入力し、該トランジスタＴｒのエミッタ端子Ｅは抵抗Ｒ２を介してグランドＧＮＤに接続し、更に該エミッタ端子Ｅは前記差動増幅器ＯＰのマイナス入力端子に接続し、トランジスタＴｒのコレクタ端子Ｃは前記発光ダイオード１ａのカソード端子に接続し、該発光ダイオード１ａのアノード端子は電源ＶＣＣに接続している。
【０００９】
次にこの従来例のカラー表示装置の動作を図９と図１０及びタイミングチャートである図１１に基づいて説明する。図９に於いて、表示制御部５の全体制御回路１０はその内部にクロック発生回路（図示せず）を有し、図１１のタイミングチャートで示すように光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂを一定周期で順次出力している。すなわち、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが一定期間論理“１”になった後、次に光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇが一定期間論理“１”となり、更にその後光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｂが一定期間論理“１”となって、この動作を順次繰り返し継続している。
【００１０】
ここで図１０に示す光源駆動回路８ａの半導体スイッチＳＷのコントロール端子ＣＮＴに入力する該光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理“１”になると、半導体スイッチＳＷはＯＮして入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴがシュートするので可変抵抗ＶＲの端子ＶＲ１には電源ＶＣＣが印加され、該端子ＶＲ１と前記中点端子ＶＲ２間の分割抵抗値をｒ１２とし、該中点端子ＶＲ２と前記端子ＶＲ３間の分割抵抗値をｒ２３とすると、中間端子ＶＲ２に印加される中点端子電圧Ｖ２は、ＶＣＣ×ｒ２３／（ｒ１２＋ｒ２３）となるので、中間端子電圧Ｖ２は可変抵抗ＶＲの分割抵抗値ｒ１２とｒ２３の比率に比例した電圧となる。ここで、該中点端子電圧Ｖ２は前記差動増幅器ＯＰのプラス入力端子に入力しているので、差動増幅器ＯＰの出力電圧ＶＯは電位が上昇して抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒのベース端子Ｂに電流が流れ、この結果、トランジスタＴｒがＯＮして電源ＶＣＣから発光ダイオード１ａを介してトランジスタＴｒのコレクタ端子Ｃに光源駆動電流６ａが流れ込み、発光ダイオード１ａは点灯する。
【００１１】
ここで、該光源駆動電流６ａはトランジスタＴｒのエミッタ端子Ｅからエミッタ電流として抵抗Ｒ２を介してグランドＧＮＤに流れ込むが、抵抗Ｒ２の両端にはエミッタ電流×抵抗Ｒ２相当の電圧降下が生じるのでエミッタ端子Ｅはその電圧降下によってエミッタ電圧ＶＥが発生し、該エミッタ電圧ＶＥが差動増幅器ＯＰのマイナス端子に入力するので、差動増幅器ＯＰに対してエミッタ電流による電流帰還がかかり、よって、差動増幅器ＯＰは前記中点端子電圧Ｖ２＝エミッタ電圧ＶＥとなるように出力電圧ＶＯを制御し、発光ダイオード１ａに流れる光源駆動電流６ａはＶＥ／Ｒ２となって安定する。この結果、可変抵抗ＶＲを調整して中点端子電圧Ｖ２を変化させるとエミッタ電圧ＶＥも等しく変化し、これに伴い前記発光ダイオード１ａを駆動する光源駆動電流６ａも変化するので発光ダイオード１ａの発光量を可変することが出来る。よって、発光ダイオード１ａには、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理“１”になる度に光源駆動回路８ａの可変抵抗ＶＲで設定された光源駆動電流６ａが流れ発光ダイオード１ａは発光動作を繰り返す。
【００１２】
同様に、発光ダイオード１ｂ、１ｃにおいても、それぞれが接続している光源駆動回路８ｂ、８ｃの可変抵抗（図示せず）によって個々に流す電流を設定できるので、発光ダイオード１ａ〜１ｃのそれぞれの光量を調整することが出来る。
また、図９の全体制御回路１０は各色毎の表示データＤＴを出力するが、その出力タイミングは図１１に示す如く、前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理“１”の期間に赤表示データＲを出力し、前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇが論理“１”の期間に緑表示データＧを出力し、前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｂが論理“１”の期間に青表示データＢを出力する。
【００１３】
この結果、各色に対応する表示データＤＴを入力する前記液晶駆動回路９は、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂに同期した表示駆動信号７を順次前記液晶パネル４に出力するので、光源部１からの出力光が順次液晶パネル４を透過すると、それぞれの出力光に対応する文字情報や画像情報を表示することが出来、図１１に示す光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂの１周期Ｔが人間の目の残像時間より短くなるように設定すれば、人間の目には液晶パネル４からの光が混色して見えるようになりフルカラー表示の実現が可能となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のフィールドシーケンシャル型のカラー表示装置は、簡単な構造でありながらフルカラー表示が実現できるという利点があり、また、各色の発光ダイオードは近年の技術開発の進歩によって任意な波長の光を発光することができるようになったため、色再現性に優れたカラー表示が可能となった。しかし、その反面、各色の発光ダイオードは、発光効率が著しく異なり、例えば、赤の波長を発光する発光ダイオードは、比較的少ない電流で大きな輝度を得られるが、緑や青の発光ダイオードは、同じ輝度を得るためには何倍もの電流が必要な場合が多い。また、これらの発光ダイオードは個体間バラツキも大きく、同じ電流を流しても得られる輝度は大きく異なることが頻繁に発生している。
【００１５】
これらのことから、通常フィールドシーケンシャルカラー表示装置は、各色の発光ダイオードに流れる電流を前述した如く個々に設定して白色バランス調整をすることが不可欠であり、具体的には工場出荷段階で出力光を輝度計等で測定しながら前記光源駆動回路８ａ、８ｂ、８ｃにあるそれぞれの可変抵抗ＶＲを調整して各発光ダイオードに流れる電流を個々に設定し、混合した光が白色光になるように調整していた。しかし、上記の調整手段は、作業者が輝度計の測定値を見ながら個々の可変抵抗を小型ドライバー等で微妙に回転して調整しなければならず、調整作業に多くの時間と熟練が要求される。また、可変抵抗は各発光ダイオードにそれぞれ必要であり形状も比較的大きいので、カラー表示装置の小型化やコストダウンに大きな妨げとなっていた。
【００１６】
本発明は上記問題に鑑み成されたもので、カラー表示装置の出力光が白色光になるように調整する白色バランス調整工程に於いて、人手に寄らずに自動的に且つ高精度に調整できるカラー表示装置とカラー表示装置の調整方法の提供を目的としている。更には、部品点数を削減し装置の小型化やコストダウンを実現するカラー表示装置の提供をも目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、複数個のそれぞれ異なる波長の光を発光する発光素子を有する光源部と、該光源部の複数個の発光素子を順次切り替えて発光させる光源駆動回路と、複数個の画素で構成され前記光源部の発光素子が発光する光の透過遮断を制御する光シャッターと、該光シャッターに前記光源部の複数個の発光素子の発光に同期した表示信号を供給するシャッター駆動回路とを有する表示装置において、前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間情報を記憶するメモリ回路と、該メモリ回路の記憶情報に基づいて前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間を可変する制御部を設ける構成とした。
【００１８】
また、前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間情報を記憶するメモリ回路は、電圧印加を無くしても記憶情報を失わない不揮発性メモリとした。
【００１９】
また、前記メモリ回路の記憶情報を外部から書き換えるために、外部との電気的接続手段を有する構成とした。
【００２０】
また、前記光源部の複数個の発光素子は、赤色、緑色、青色によってなる発光ダイオードであり、前記光シャッターは複数の画素によってなる液晶パネルで構成した。
【００２１】
更に、前記カラー表示装置からの出力光を測定する光検出手段と、該光検出手段の検出信号を入力して前記カラー表示装置の複数個の発光素子の発光時間情報を作成する外部制御部とを有し、該外部制御部が前記光検出手段の検出信号に応じて前記カラー表示装置の電気的接続手段を介して前記メモリ回路に発光時間情報を書き込み、カラー表示装置の白色バランスを調整するようにした。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態であるカラー表示装置のブロック図であり、従来例である図９と同等な構成部分の説明は一部省略するが、２０は本発明のカラー表示装置であり、１は光源部であって赤、緑、青の光を発光する発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃを内部に配設して光を出力し、４は液晶パネルであり前記光源部１が発光する出力光（矢印Ａ）を入力して透過遮断制御を行い、透過光（矢印Ｂ）を出力して画像や文字を表示する。２１は光源駆動回路でありその基本構成は図１０の前記光源駆動回路８と類似しているが図１０で示した可変抵抗ＶＲは無く固定抵抗によって構成され、光源駆動電流６ａ〜６ｃをそれぞれ出力して前記光源部１に配設される発光ダイオード１ａ〜１ｃを駆動し、２２は液晶駆動回路であって表示駆動信号７を前記液晶パネル４に出力して液晶パネル４を駆動する。
【００２３】
２３は制御部であり、その内部には同期制御回路２５と表示メモリ回路２６を有し、２４はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリによってなる時間メモリ回路であって記憶情報である時間記憶データ２４ａを前記制御部２３に出力し、２７は外部との電気的接続手段であるインターフィース回路であって、外部情報を入力して前記時間メモリ回路２４に出力する。ここで前記時間メモリ回路２４は前記インターフェース回路２７からの外部情報を入力して前記発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光時間情報として記憶し、記憶した該発光時間情報を時間記憶データ２４ａとして前記同期制御回路２５に出力する。
【００２４】
該同期制御回路２５は前記時間記憶データ２４ａを入力して前記光源部１の各発光ダイオード１ａ〜１ｃのそれぞれの点灯タイミングを決定する光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂを前記光源駆動回路２１に出力する。また、該同期制御回路２５は前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂと同期した色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂを前記表示メモリ回路２６に出力し、該表示メモリ回路２６は前記色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂによって内部に記憶している表示情報を表示データＤＴとして順次前記液晶駆動回路２２に出力する。
【００２５】
２８は電源部であり前記光源駆動回路２１、前記液晶駆動回路２２、前記制御部２３等にそれぞれ必要な電源を供給する。３０はカラー表示装置２０の外部にあって発光時間情報を作成する外部制御部としてのコンピュータであり、時間制御データ３０ｅを前記インターフェース回路２７に出力し、３１は色彩輝度計であり、前記液晶パネル４からの透過光（矢印Ｂ）を測定して色度データ３１ａを前記コンピュータ３０に出力する。
【００２６】
次に図２は前記制御部２３の主要な回路である同期制御回路２５の回路図であり、該同期制御回路２５の回路構成を詳細に説明する。図２に於いて、２５ａは赤調整回路であり前記時間メモリ回路２４の出力である時間記憶データ２４ａを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを出力し、２５ｂは緑調整回路であり前記時間記憶データ２４ａを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇを出力し、２５ｃは青調整回路であり前記時間記憶データ２４ａを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｂを出力する。２５ｄは色選択回路であり同期制御回路２５の内部で生成されるスタート信号ＳＴとクロック信号ＣＬ−Ａを入力して前記色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂをそれぞれ出力する。
【００２７】
ここで、赤、緑、青の各調整回路２５ａ〜２５ｃの回路構成は同等であるので代表して赤調整回路２５ａについて詳説する。２５ｅはダウンカウンタでありデータ入力端子ＩＮは前記時間記憶データ２４ａを入力し、プリセット端子Ｐは前記色選択信号ＳＬ−Ｒと内部で生成するクロック信号ＣＬ−ＢをＡＮＤ回路２５ｆで論理積したプリセット信号ＰＲを入力し、クロック端子ＣＬは前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒと内部で生成するクロック信号ＣＬ−ＣをＡＮＤ回路２５ｈで論理積したカウント信号ＣＴを入力し、出力端子Ｚはダウンカウンタ２５ｅの値がゼロになったときに論理‘０’となりゼロ以外のときには論理‘１’となる光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを出力する。
【００２８】
次に色選択回路２５ｄの回路構成を詳説する。２５ｊはＤ型フリップフロップ（以下Ｄ−ＦＦと略す）であり、その入力端子Ｄ１は前記スタート信号ＳＴと前記色選択信号ＳＬ−ＢをＯＲ回路２５ｋで論理和した選択開始信号２５ｍを入力し、クロック端子Ｔ１は内部で生成されるクロック信号ＣＬ−Ａを入力し、出力端子Ｑ１は色選択信号ＳＬ−Ｒを出力する。２５ｎはＤ−ＦＦであり入力端子Ｄ２は前記Ｄ−ＦＦ２５ｊの出力である色選択信号ＳＬ−Ｒを入力し、クロック端子Ｔ２は前記クロック信号ＣＬ−Ａを入力し、出力端子Ｑ２は前記色選択信号ＳＬ−Ｇを出力する。２５ｏはＤ−ＦＦであり入力端子Ｄ３は前記Ｄ−ＦＦ２５ｎの出力である色選択信号ＳＬ−Ｇを入力し、クロック端子Ｔ３は前記クロック信号ＣＬ−Ａを入力し、出力端子Ｑ３は前記色選択信号ＳＬ−Ｂを出力する。
【００２９】
次に図１と図２、及びタイミングチャートである図３によってカラー表示装置２０の基本動作を説明する。図１に於いて、電源部２８がＯＮすると前記光源駆動回路２１、前記液晶駆動回路２２、前記制御部２３等にそれぞれ必要な電源が供給され、制御部２３の内部では各クロック信号ＣＬ−Ａ、ＣＬ−Ｂ、ＣＬ−Ｃが図３で示すタイミングで生成され、続いてスタート信号ＳＴがクロック信号ＣＬ−Ａに同期して論理‘１’となる。
【００３０】
ここで該スタート信号ＳＴは図２の色選択回路２５ｄのＯＲ回路２５ｋを通過して選択開始信号２５ｍとなって前記Ｄ−ＦＦ２５ｊの入力端子Ｄ１に入力するので、該Ｄ−ＦＦ２５ｊの出力端子Ｑ１より出力する色選択信号ＳＬ−Ｒは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの立下りに同期して該クロック信号ＣＬ−Ａの１周期分だけ論理‘１’となり、該色選択信号ＳＬ−Ｒは図２で示すように次段のＤ−ＦＦ２５ｎの入力端子Ｄ２に入力しているのでＤ−ＦＦ２５ｎの出力端子Ｑ２より出力する色選択信号ＳＬ−Ｇは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの次の１周期分だけ論理‘１’となる。
【００３１】
更に該色選択信号ＳＬ−Ｇは図２で示すように次段のＤ−ＦＦ２５ｏの入力端子Ｄ３に入力しているので該Ｄ−ＦＦ２５ｏの出力端子Ｑ３より出力する色選択信号ＳＬ−Ｂは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの次の１周期分だけ論理‘１’となり、更には該色選択信号ＳＬ−Ｂは図２で示すように前記ＯＲ回路２５ｋを介して前記Ｄ−ＦＦ２５ｊの入力端子Ｄ１に入力しているので出力端子Ｑ１より出力する色選択信号ＳＬ−Ｒは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの次の１周期分だけ再び論理‘１’となり、以下この動作が継続して色選択信号ＳＬ−Ｒ，ＳＬ−Ｇ，ＳＬ−Ｂはクロック信号ＣＬ−Ａの１周期分ずつ順次論理‘１’が繰り返される。
【００３２】
次に該色選択信号ＳＬ−Ｒを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを生成する赤調整回路２５ａの動作を説明する。まず図１で示す前記時間メモリ回路２４は初期値として前記発光ダイオード１ａ〜１ｃに対応する特定の発光時間情報を予め記憶しており、例えば初期値として赤の値は十進数で１００、緑の値は十進数で２００、青の値は十進数で１５０を記憶していると仮定し、また、図２に示すダウンカウンタ２５ｅの初期値はゼロであり出力端子Ｚより出力する光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは初期値として論理‘０’を保持しているとして以下説明を行う。
【００３３】
図２の赤調整回路２５ａのダウンカウンタ２５ｅの入力端子ＩＮは、前記時間記憶データ２４ａの赤の発光時間情報（すなわち初期値として１００）を選択入力し、プリセット端子Ｐは図３で示す論理積されたプリセット信号ＰＲを入力しているので、ダウンカウンタ２５ｅは該プリセット信号ＰＲの立下りに同期して十進数１００にプリセットされ、この結果、出力端子Ｚより出力する光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは論理‘１’となる。
【００３４】
ここで、該光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理‘１’となると、図２で示すＡＮＤ回路２５ｈはゲートを開きクロック信号ＣＬ−Ｃを通過させてカウント信号ＣＴを出力するので、該ダウンカウンタ２５ｅはプリセット値としての１００からクロック信号ＣＬ−Ｃの１クロック毎に９９，９８，９７とカウントダウン動作を開始してやがてゼロに達し、該ダウンカウンタ２５ｅがゼロになるとその出力端子Ｚの出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは論理‘０’となるので、アンド回路２５ｈは再びゲートを閉じてカウント信号ＣＴは論理‘０’となる。
【００３５】
この結果、ダウンカウンタ２５ｅはゼロの状態でカウントダウンを停止し出力端子Ｚの出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒも論理‘０’を保持する。ここで前述した如く前記色選択信号ＳＬ−Ｒは一定周期で順次論理‘１’を繰り返すので、図３で示す如く色選択信号ＳＬ−Ｒが次に論理’１’となるタイミングで前記プリセット信号ＰＲが再び発生し、この結果、ダウンカウンタ２５ｅは再度プリセットされ、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは論理‘１’に戻ってカウントダウン動作が再開され以下同じ動作が繰り返される。
【００３６】
この結果、赤調整回路２５ａは図３で示すように前記色選択信号ＳＬ−Ｒに同期して光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを出力し、且つ、前記時間メモリ回路２４に記憶される時間記憶データ２４ａに応じて論理‘１’となる時間が決定される。同様に、緑調整回路２５ｂと青調整回路２５ｃも図示していないが内部にそれぞれダウンカウンタを有し、該ダウンカウンタは前記時間記憶データ２４ａの値にそれぞれプリセットされてクロック信号ＣＬ−Ｃによってカウントダウンを行うので、その出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂは前記時間記憶データ２４ａに応じて論理‘１’となる時間が決定される。ここで図３に示す光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂのそれぞれの波形は、前記時間メモリ回路２４が記憶する時間記憶データ２４ａに基づいて論理’１’となる時間が決定されていることを示している。
【００３７】
次に光源駆動回路２１の動作を説明する。図１で示す光源駆動回路２１は、図１０の従来例で説明した光源駆動回路８の可変抵抗ＶＲが固定抵抗（図示せず）に置き換わったものであるので詳細な説明は省略するが、入力信号である前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂが論理’０’のときは図１０で示すトランジスタＴｒはＯＦＦであるので発光ダイオード１ａ〜１ｃには光源駆動電流６ａ〜６ｃは流れず該発光ダイオード１ａ〜１ｃは消灯し、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ，ＬＥＤ−Ｂが論理’１’の期間は図１０で示すトランジスタＴｒがＯＮするので発光ダイオード１ａ〜１ｃには光源駆動電流６ａ〜６ｃが流れて各発光ダイオード１ａ〜１ｃは点灯し、この結果、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ，ＬＥＤ−Ｂのそれどれが論理‘１’となる時間が発光ダイオード１ａ〜１ｃの点灯時間に等しい。
【００３８】
ここで、各発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光量はその点灯時間に比例するので、例えば赤の発光ダイオード１ａの点灯時間が他の点灯時間より長ければ人間の目に見える混合色は赤味を帯びた色相となり、また、緑の発光ダイオード１ｂの点灯時間が他の点灯時間より長ければその混合色は緑の強い色相となり、また、青の発光ダイオード１ｃの点灯時間が他の点灯時間より長ければその混合色は青味の強い色相となるので、それぞれの発光ダイオード１ａ〜１ｃの点灯時間を調整することによって合成された光の白色バランスを調整することが出来る。
【００３９】
尚、液晶パネル４と液晶駆動回路２２の基本動作は、前記従来例と同様であるので詳細な説明は省略するが、図３のタイミングチャートで示すように、前記表示メモリ回路２６の出力である表示データＤＴは前記色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂに同期して赤に対応する表示情報Ｒ、緑に対応する表示情報Ｇ、青に対応する表示情報Ｂをそれぞれ出力し、該表示データＤＴを入力する前記液晶駆動回路は前記液晶パネルを駆動して文字や画像を表示する。
【００４０】
よって本発明によれば、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂの１周期Ｔが人間の目の残像時間より短くなるように設定し、且つ、該光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂが論理‘１’となる時間を前記時間記憶データ２４ａによって調整することにより、光源部１の出力光（図１の矢印Ａ）は白色バランスが調整された光となって液晶パネル４に照射され、該液晶パネル４は前記発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光タイミングに同期して画像表示を行うのでフルカラー表示を実現することが出来る。
【００４１】
次に図４と図５によって前記カラー表示装置の白色バランス調整方法について説明する。図４は通常、前記カラー表示装置２０を組み立て後、工場出荷段階において白色バランス調整を行うための調整方法を示す概略斜視図であり、図５は調整手順を示すフローチャートである。図４に於いて、前記カラー表示装置２０は上部に前記液晶パネル４を配置してその下部に前記光源部１を有し、該光源部１の下部には前記光源駆動回路２１を有し、更に該光源駆動回路２１に接して前記制御部２３を配設し、該制御部２３の側面には外部との電気的接続手段であるインターフェース回路２７を有し、また、前記液晶駆動回路２２は前記液晶パネル４の側面に配設し該液晶パネル４を駆動する。
【００４２】
前記コンピュータ３０は、入出力等の操作を行う操作部３０ａと、演算結果等の表示を行う表示部３０ｂと外部との入出力を行うインターフェース部３０ｃ、３０ｄを有している。前記色彩輝度計３１は、前記液晶パネル４からの透過光（矢印Ｂ）の輝度や色度を測定して色度データ３１ａを出力し、該色度データ３１ａは前記インターフェース部３０ｃを介してコンピュータ３０の内部に取り込まれ、時間制御データ３０ｅは前記コンピュータ３０のインターフェース部３０ｄより出力されて前記カラー表示装置のインターフェース回路２７に入力される。
【００４３】
次に図４と図５を基にカラー表示装置の白色バランス調整方法の調整手順を説明する。図５のフローチャートに於いてフローＡのスタートでは、カラー表示装置２０の電源ＯＮ、色彩輝度計３１の電源ＯＮ、コンピュータ３０の立ち上げ等を実施し各機器の初期化を行う。次にフローＢでは前記コンピュータ３０がその内部に記憶している時間情報の初期値を前記時間制御データ３０ｅとしてカラー表示装置２０に転送し、その内部にある前記時間メモリ回路２４に初期値として書き込む。
【００４４】
次にフローＣでは前記時間メモリ回路２４に書き込まれた時間記憶データ２４ａを読み出し該時間記憶データ２４ａに基づいて前記発光ダイオード１ａ〜１ｃを順次点灯し、次にフローＤでは前記色彩輝度計３１によって前記液晶パネル４からの透過光の色度測定を実施して色度データ３１ａをコンピュータ３０に転送し、次にフローＥではコンピュータ３０が前記色度データ３１ａを入力して色度値が予め定められている規格値に合格するかをテストする。
【００４５】
ここで色度データ３１ａが規格値に対して合格であれば、フローＦに移行して白色バランス調整作業は終了し、色度データ３１ａが規格値外であればフローＧに進んで前記コンピュータ３０が色度データ３１ａと規格値データを参照して前記発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光時間の修正値を算出し、次にフローＨでコンピュータ３０は算出した修正値を新しい時間制御データ３０ｅとしてインターフェース部３０ｄを介して前記カラー表示装置２０に転送し、該カラー表示装置２０は時間メモリ回路２４に新しい時間記憶データ２４ａとして書き込む。
【００４６】
次にフローＣに戻って、カラー表示装置２０は新たに書き込まれた時間記憶データ２４ａに基づいて前記発光ダイオード１ａ〜１ｃを順次点灯し、以降、フローＣ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈを繰り返して白色バランス調整作業を自動的に且つ短時間で実施し、フローＥで色度データ３１ａが規格値に合格した時点でフローＦに移行して調整作業を終了する。次に前述した本発明のカラー表示装置に光検出素子を追加して出力光の白色バランスを常に最適化するカラー表示装置の他の実施の形態について説明を行う。
【００４７】
図６は他の実施の形態を示すカラー表示装置のブロック図であり、基本構成は図１と同等であるので重複する部分の説明は省略する。図６に於いて、４０ａ、４０ｂ、４０ｃは前記光源部１の内部に配設され前記発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃの出力光の光量を個別に検出する光検出素子であり、４０ｄは該光検出素子４０ａ〜４０ｃが出力する光検出信号であり、４１は前記制御部２３内部にある光量制御部であって前記光検出信号４０ｄと前記時間メモリ回路２４の出力である時間記憶データ２４ａを入力して該光検出信号４０ｄに応じて該時間記憶データ２４ａを補正した補正時間記憶データ４１ａを前記同期制御回路２５に出力する。
【００４８】
図７は前記光量制御部４１の内部を示すブロック図であり、図７に於いて、４１ｂはアナログ量である前記光検出信号４０ｄを入力してデジタル量である光検出データ４１ｃを出力するアナログデジタル変換機能を有するＡＤ変換器であり、４１ｄは前記光検出データ４１ｃを入力して記憶する光検出メモリであり、４１ｅは演算回路であって前記光検出メモリ４１ｄの記憶情報である光記憶データ４１ｆと前記光検出データ４１ｃを入力し、該光記憶データ４１ｆと光検出データ４１ｃの差分に応じて前記時間記憶データ２４ａを演算し補正時間記憶データ４１ａを前記同期制御回路２５に出力する。
【００４９】
次にこの実施の形態についてその動作を説明する。まず、先に説明した図５のフローチャートの手順に従って工場出荷段階で白色バランスの最適化が行われ、図６の前記時間メモリ回路２４にはそれぞれ最適化された時間記憶データ２４ａが記憶されているとする。ここで、カラー表示装置２０が表示動作を開始すると、前記光量制御部４１のＡＤ変換器４１ｂは前記光検出素子４０ａ〜４０ｃの出力である光検出信号４０ｄを入力してデジタル量である光検出データ４１ｃに変換して前記光検出メモリ４１ｄに出力し、該光検出メモリ４１ｄはその値を初期値として記憶する。
【００５０】
次に前記演算回路４１ｅは、初期値として記憶された前記光検出メモリ４１ｄの出力である光記憶データ４１ｆとリアルタイムで更新される前記光検出データ４１ｃを随時比較し、この二つのデータに差が無ければ該演算回路４１ｅは時間記憶データ２４ａをそのままの値で補正時間記憶データ４１ａとして出力し、前記二つのデータに差があれば前記時間記憶データ２４ａを補正して補正時間記憶データ４１ａとして出力する。
【００５１】
例えば、初期値として前記光検出メモリ４１ｄに記憶されている光記憶データ４１ｆより前記発光ダイオード１ａの出力光を検出する光検出素子４０ａの出力である前記光検出データ４１ｃが大きい場合は、何らかの原因で前記発光ダイオード１ａの出力光が増加した訳であり、演算回路４１ｅは前記時間記憶データ２４ａを減算修正して該時間記憶データ２４ａより小さい値の補正時間記憶データ４１ａを出力し、この結果、前記同期制御回路２５は前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒの論理“１”になる時間を短くするので前記発光ダイオード１ａの発光時間が減少し該発光ダイオード１ａの出力光は減少して初期値の出力に戻ることが出来る。
【００５２】
同様に、初期値として前記光検出メモリ４１ｄに記憶されている光記憶データ４１ｆより前記発光ダイオード１ａの出力光を検出する光検出素子４０ａの出力である前記光検出データ４１ｃが小さい場合は、何らかの原因で前記発光ダイオード１ａの出力光が減少した訳であり、演算回路４１ｅは前記時間記憶データ２４ａを加算修正して該時間記憶データ２４ａより大きい値の補正時間記憶データ４１ａを出力し、この結果、前記同期制御回路２５は前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒの論理“１”になる時間を長くするので前記発光ダイオード１ａの発光時間が増加し該発光ダイオード１ａの出力光は増加して初期値の出力に戻ることが出来る。
【００５３】
以上のように、光検出素子４０ａ〜４０ｃと光量制御部４１を追加した他の実施の形態によれば、発光ダイオード１ａ〜１ｃが経時変化や温度変化等によってその光量が変化し白色バランスが崩れたとしても、発光ダイオード１ａ〜１ｃのそれぞれの初期値の光量に戻るように動作するので、常に安定した白色バランスを得ることが出来る。
【００５４】
尚、実施の形態に於いて、発光ダイオード１ａ〜１ｃは赤、緑、青の三種類としたが、表示装置の仕様によっては波長の異なる発光ダイオードは２種類でも４種類でも更に多数でもよい。また、発光ダイオード１ａ〜１ｃの光を液晶パネル４に照射する方式は、従来例で示した図８（ａ）の拡散板方式であっても、図８（ｂ）で示した導光板の横方向に発光ダイオードを配設するサイド光源方式のどちらでもよい。また、時間メモリ回路２４は実施の形態に於いて制御部２３の外部に構成されているが、該時間メモリ回路２４を制御部２３の内部に置き、ワンチップの制御ＩＣとして構成することも出来る。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のカラー表示装置は発光時間情報を記憶するメモリ回路を有し、且つ、外部制御部を用いて該メモリ回路の記憶情報を書き換えることによって自動的に白色バランス調整が出来るので、従来のような可変抵抗等を用いた白色バランス調整が不要となり、白色バランス調整工程に於いて作業性が著しく向上し、コストダウンや信頼性の向上を実現できる。
【００５６】
また、カラー表示装置本体に於いても、比較的外形形状が大きく、且つ信頼性に問題のある可変抵抗が不要となり、また、メモリ回路等のデジタル処理技術によって制御部を集積化し易いので、装置の小型化、コストダウン、信頼性の向上に大いに効果がある。更には、光検出素子とデジタル処理回路の追加により、工場出荷段階で調整した白色バランスや光量を常に一定の状態に保つことが出来るので、製品の一層の信頼性向上に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるカラー表示装置のブロック図である。
【図２】図１で示す制御部の一部を構成する同期制御回路の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態であるカラー表示装置のタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態であるカラー表示装置の白色バランス調整方法を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態であるカラー表示装置の白色バランス調整手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態であるカラー表示装置のブロック図である。
【図７】図６で示す光量制御部のブロック図である。
【図８】（ａ）は従来の拡散板方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の分解斜視図である。
（ｂ）は従来の導光板によるサイド光源方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の分解斜視図である。
【図９】図８（ａ）（ｂ）で示す従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置のブロック図である。
【図１０】図９で示す光源駆動回路８の回路図である。
【図１１】
図８（ａ）（ｂ）と図９で示す従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 光源部
１ａ〜１ｃ 発光ダイオード
２ 導光板
３ 拡散板
４ 液晶パネル
５ 表示制御部
２０ カラー表示装置
２１ 光源駆動回路
２２ 液晶駆動回路
２３ 制御部
２４ 時間メモリ回路
２７ インターフェース回路
３０ コンピュータ
３１ 色彩輝度計
４０ａ〜４０ｃ 光検出素子
４１ 光量制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の異なる波長の光を発光する発光素子を順次切り替えて発光させ、人間の目が有する時間軸合成作用を利用してカラー表示を得るフィールドシーケンシャルカラー表示装置の改良に係わり、特に発光する光の白色バランス調整手段を有するカラー表示装置とその調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶パネル等の電子光学的シャッターを用いたカラー表示装置には幾つかの方式があり、最も一般的なカラー表示装置は液晶パネルの三つの画素にそれぞれ赤緑青のカラーフィルタを構成し、この三つの画素を一つのカラー画素としてＯＮ／ＯＦＦ制御しフルカラー表示を実現していた。この方式は、液晶パネルのバックライトに蛍光管などの白色光を用いれば、比較的簡単にカラー表示を実現できるので多くのカラー表示装置に採用されているが、三つの画素で一つのカラー画素を構成するため実質的に液晶パネルの画素数が３倍必要となり、コストアップの大きな要因となっていた。
【０００３】
また、液晶パネルの各画素に形成するカラーフィルタは人間の目のカラー分布特性に適合するフィルタ特性を得ることが製造上難しいためにカラー表示の色再現性にかなり問題があった。また、近年の発光素子の進歩に伴って赤、緑、青のそれぞれの波長で発光する発光素子が開発され、これらの発光素子を一定周期で順次切り替えて発光させる光源部と、該光源部に同期して発光素子の光をＯＮ／ＯＦＦ制御する液晶パネルとを用いてカラー表示を実現するフィールドシーケンシャルカラー表示装置が製品化されており、その一例として本出願人は、特開平１０−４９０７４号でフィールドシーケンシャルカラー表示装置の改良を提案している。
【０００４】
ここで図面に基づいて従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置について説明する。図８（ａ）は、従来の拡散板方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の構成を示す分解斜視図であり、１は光源部であってその内側部分は光が反射する反射材で覆われており、１ａ、１ｂ、１ｃはそれぞれ赤、緑、青の光の波長を発光する発光ダイオードであって前記光源部１の内部に配設される。３は拡散板であって前記光源部１の発光ダイオード１ａ〜１ｃが発光する光を均等に拡散する機能を持ち、４は複数個の光シャッター画素よって構成される液晶パネルであって、前記拡散板３によって拡散された光を透過遮断制御して文字や画像を表示し、５は表示制御部であって前記光源部１に配設される発光ダイオード１ａ〜１ｃを一定周期で順次切り替えて駆動する複数の光源駆動電流６ａ、６ｂ、６ｃを出力し、また、前記液晶パネル４に対して前記光源駆動電流６ａ〜６ｃと同期する表示駆動信号７を出力する。
【０００５】
次に図８（ｂ）は、従来の導光板を用いたサイド光源方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の構成を示す分解斜視図であり、基本的な構成は図８（ａ）と同等であるので重複する部分の説明は省略する。２は導光板であり、該導光板２の横方向に前記発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃが並べて配設される。ここで該発光ダイオード１ａ，１ｂ、１ｃが発光する赤、緑、青のそれぞれの光は、前記導光板２の横面２ａから導光板２の内部に入り、該導光板２の内部で拡散されて導光板２の上面２ｂから拡散光として前記液晶パネル４に照射され、液晶パネル４は拡散光を透過遮断制御して文字や画像を表示する。
【０００６】
図９は、図８（ａ）（ｂ）で示した従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置のブロック図であり、図８（ａ）（ｂ）と重複する部分は省略し特に前記表示制御部５の内部構成について説明する。図９に於いて、破線で囲んだ部分が前記表示制御部５であり、８は前記光源駆動電流６ａ〜６ｃを出力する光源駆動回路であり、９は前期光源駆動電流６ａ〜６ｃと同期した前記表示駆動信号７を出力する液晶駆動回路であり、１０は全体制御回路であって前記光源駆動回路８に光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂをそれぞれ出力し、また、前記液晶駆動回路９に前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂと同期した表示データＤＴを出力する。
【０００７】
次に前記発光ダイオード１ａ〜１ｃを駆動する前記光源駆動回路８の構成を詳説する。図１０は光源駆動回路８の回路図であり、図１０に於いて、光源駆動回路８は前記発光ダイオード１ａ〜１ｃに対応して同一構成の三つの光源駆動回路８ａ、８ｂ、８ｃに分かれており、ここでは前記発光ダイオード１ａを駆動する光源駆動回路８ａについてのみ回路構成を説明し、光源駆動回路８ｂ、８ｃについては省略する。光源駆動回路８ａのＳＷは半導体スイッチであり、ＶＲは可変抵抗であり、該半導体スイッチＳＷの入力端子ＩＮは電源ＶＣＣに接続し、出力端子ＯＵＴは前記可変抵抗ＶＲの端子ＶＲ１に接続し、コントロール端子ＣＮＴは前記全体制御回路１０の出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを入力し、前記可変抵抗ＶＲの他方の端子ＶＲ３はグランドＧＮＤに接続している。
【０００８】
ＯＰは差動入力を有する差動増幅器であり、そのプラス入力端子は前記可変抵抗ＶＲの中点端子ＶＲ２に接続し、該差動増幅器ＯＰの出力は抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒのベース端子Ｂに入力し、該トランジスタＴｒのエミッタ端子Ｅは抵抗Ｒ２を介してグランドＧＮＤに接続し、更に該エミッタ端子Ｅは前記差動増幅器ＯＰのマイナス入力端子に接続し、トランジスタＴｒのコレクタ端子Ｃは前記発光ダイオード１ａのカソード端子に接続し、該発光ダイオード１ａのアノード端子は電源ＶＣＣに接続している。
【０００９】
次にこの従来例のカラー表示装置の動作を図９と図１０及びタイミングチャートである図１１に基づいて説明する。図９に於いて、表示制御部５の全体制御回路１０はその内部にクロック発生回路（図示せず）を有し、図１１のタイミングチャートで示すように光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂを一定周期で順次出力している。すなわち、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが一定期間論理“１”になった後、次に光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇが一定期間論理“１”となり、更にその後光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｂが一定期間論理“１”となって、この動作を順次繰り返し継続している。
【００１０】
ここで図１０に示す光源駆動回路８ａの半導体スイッチＳＷのコントロール端子ＣＮＴに入力する該光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理“１”になると、半導体スイッチＳＷはＯＮして入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴがシュートするので可変抵抗ＶＲの端子ＶＲ１には電源ＶＣＣが印加され、該端子ＶＲ１と前記中点端子ＶＲ２間の分割抵抗値をｒ１２とし、該中点端子ＶＲ２と前記端子ＶＲ３間の分割抵抗値をｒ２３とすると、中間端子ＶＲ２に印加される中点端子電圧Ｖ２は、ＶＣＣ×ｒ２３／（ｒ１２＋ｒ２３）となるので、中間端子電圧Ｖ２は可変抵抗ＶＲの分割抵抗値ｒ１２とｒ２３の比率に比例した電圧となる。ここで、該中点端子電圧Ｖ２は前記差動増幅器ＯＰのプラス入力端子に入力しているので、差動増幅器ＯＰの出力電圧ＶＯは電位が上昇して抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒのベース端子Ｂに電流が流れ、この結果、トランジスタＴｒがＯＮして電源ＶＣＣから発光ダイオード１ａを介してトランジスタＴｒのコレクタ端子Ｃに光源駆動電流６ａが流れ込み、発光ダイオード１ａは点灯する。
【００１１】
ここで、該光源駆動電流６ａはトランジスタＴｒのエミッタ端子Ｅからエミッタ電流として抵抗Ｒ２を介してグランドＧＮＤに流れ込むが、抵抗Ｒ２の両端にはエミッタ電流×抵抗Ｒ２相当の電圧降下が生じるのでエミッタ端子Ｅはその電圧降下によってエミッタ電圧ＶＥが発生し、該エミッタ電圧ＶＥが差動増幅器ＯＰのマイナス端子に入力するので、差動増幅器ＯＰに対してエミッタ電流による電流帰還がかかり、よって、差動増幅器ＯＰは前記中点端子電圧Ｖ２＝エミッタ電圧ＶＥとなるように出力電圧ＶＯを制御し、発光ダイオード１ａに流れる光源駆動電流６ａはＶＥ／Ｒ２となって安定する。この結果、可変抵抗ＶＲを調整して中点端子電圧Ｖ２を変化させるとエミッタ電圧ＶＥも等しく変化し、これに伴い前記発光ダイオード１ａを駆動する光源駆動電流６ａも変化するので発光ダイオード１ａの発光量を可変することが出来る。よって、発光ダイオード１ａには、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理“１”になる度に光源駆動回路８ａの可変抵抗ＶＲで設定された光源駆動電流６ａが流れ発光ダイオード１ａは発光動作を繰り返す。
【００１２】
同様に、発光ダイオード１ｂ、１ｃにおいても、それぞれが接続している光源駆動回路８ｂ、８ｃの可変抵抗（図示せず）によって個々に流す電流を設定できるので、発光ダイオード１ａ〜１ｃのそれぞれの光量を調整することが出来る。
また、図９の全体制御回路１０は各色毎の表示データＤＴを出力するが、その出力タイミングは図１１に示す如く、前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理“１”の期間に赤表示データＲを出力し、前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇが論理“１”の期間に緑表示データＧを出力し、前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｂが論理“１”の期間に青表示データＢを出力する。
【００１３】
この結果、各色に対応する表示データＤＴを入力する前記液晶駆動回路９は、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂに同期した表示駆動信号７を順次前記液晶パネル４に出力するので、光源部１からの出力光が順次液晶パネル４を透過すると、それぞれの出力光に対応する文字情報や画像情報を表示することが出来、図１１に示す光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂの１周期Ｔが人間の目の残像時間より短くなるように設定すれば、人間の目には液晶パネル４からの光が混色して見えるようになりフルカラー表示の実現が可能となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のフィールドシーケンシャル型のカラー表示装置は、簡単な構造でありながらフルカラー表示が実現できるという利点があり、また、各色の発光ダイオードは近年の技術開発の進歩によって任意な波長の光を発光することができるようになったため、色再現性に優れたカラー表示が可能となった。しかし、その反面、各色の発光ダイオードは、発光効率が著しく異なり、例えば、赤の波長を発光する発光ダイオードは、比較的少ない電流で大きな輝度を得られるが、緑や青の発光ダイオードは、同じ輝度を得るためには何倍もの電流が必要な場合が多い。また、これらの発光ダイオードは個体間バラツキも大きく、同じ電流を流しても得られる輝度は大きく異なることが頻繁に発生している。
【００１５】
これらのことから、通常フィールドシーケンシャルカラー表示装置は、各色の発光ダイオードに流れる電流を前述した如く個々に設定して白色バランス調整をすることが不可欠であり、具体的には工場出荷段階で出力光を輝度計等で測定しながら前記光源駆動回路８ａ、８ｂ、８ｃにあるそれぞれの可変抵抗ＶＲを調整して各発光ダイオードに流れる電流を個々に設定し、混合した光が白色光になるように調整していた。しかし、上記の調整手段は、作業者が輝度計の測定値を見ながら個々の可変抵抗を小型ドライバー等で微妙に回転して調整しなければならず、調整作業に多くの時間と熟練が要求される。また、可変抵抗は各発光ダイオードにそれぞれ必要であり形状も比較的大きいので、カラー表示装置の小型化やコストダウンに大きな妨げとなっていた。
【００１６】
本発明は上記問題に鑑み成されたもので、カラー表示装置の出力光が白色光になるように調整する白色バランス調整工程に於いて、人手に寄らずに自動的に且つ高精度に調整できるカラー表示装置とカラー表示装置の調整方法の提供を目的としている。更には、部品点数を削減し装置の小型化やコストダウンを実現するカラー表示装置の提供をも目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、複数個のそれぞれ異なる波長の光を発光する発光素子を有する光源部と、該光源部の複数個の発光素子を順次切り替えて発光させる光源駆動回路と、複数個の画素で構成され前記光源部の発光素子が発光する光の透過遮断を制御する光シャッターと、該光シャッターに前記光源部の複数個の発光素子の発光に同期した表示信号を供給するシャッター駆動回路とを有する表示装置において、前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間情報を記憶するメモリ回路と、該メモリ回路の記憶情報に基づいて前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間を可変する制御部を設ける構成とした。
【００１８】
また、前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間情報を記憶するメモリ回路は、電圧印加を無くしても記憶情報を失わない不揮発性メモリとした。
【００１９】
また、前記メモリ回路の記憶情報を外部から書き換えるために、外部との電気的接続手段を有する構成とした。
【００２０】
また、前記光源部の複数個の発光素子は、赤色、緑色、青色によってなる発光ダイオードであり、前記光シャッターは複数の画素によってなる液晶パネルで構成した。
【００２１】
更に、前記カラー表示装置からの出力光を測定する光検出手段と、該光検出手段の検出信号を入力して前記カラー表示装置の複数個の発光素子の発光時間情報を作成する外部制御部とを有し、該外部制御部が前記光検出手段の検出信号に応じて前記カラー表示装置の電気的接続手段を介して前記メモリ回路に発光時間情報を書き込み、カラー表示装置の白色バランスを調整するようにした。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態であるカラー表示装置のブロック図であり、従来例である図９と同等な構成部分の説明は一部省略するが、２０は本発明のカラー表示装置であり、１は光源部であって赤、緑、青の光を発光する発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃを内部に配設して光を出力し、４は液晶パネルであり前記光源部１が発光する出力光（矢印Ａ）を入力して透過遮断制御を行い、透過光（矢印Ｂ）を出力して画像や文字を表示する。２１は光源駆動回路でありその基本構成は図１０の前記光源駆動回路８と類似しているが図１０で示した可変抵抗ＶＲは無く固定抵抗によって構成され、光源駆動電流６ａ〜６ｃをそれぞれ出力して前記光源部１に配設される発光ダイオード１ａ〜１ｃを駆動し、２２は液晶駆動回路であって表示駆動信号７を前記液晶パネル４に出力して液晶パネル４を駆動する。
【００２３】
２３は制御部であり、その内部には同期制御回路２５と表示メモリ回路２６を有し、２４はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリによってなる時間メモリ回路であって記憶情報である時間記憶データ２４ａを前記制御部２３に出力し、２７は外部との電気的接続手段であるインターフィース回路であって、外部情報を入力して前記時間メモリ回路２４に出力する。ここで前記時間メモリ回路２４は前記インターフェース回路２７からの外部情報を入力して前記発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光時間情報として記憶し、記憶した該発光時間情報を時間記憶データ２４ａとして前記同期制御回路２５に出力する。
【００２４】
該同期制御回路２５は前記時間記憶データ２４ａを入力して前記光源部１の各発光ダイオード１ａ〜１ｃのそれぞれの点灯タイミングを決定する光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂを前記光源駆動回路２１に出力する。また、該同期制御回路２５は前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂと同期した色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂを前記表示メモリ回路２６に出力し、該表示メモリ回路２６は前記色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂによって内部に記憶している表示情報を表示データＤＴとして順次前記液晶駆動回路２２に出力する。
【００２５】
２８は電源部であり前記光源駆動回路２１、前記液晶駆動回路２２、前記制御部２３等にそれぞれ必要な電源を供給する。３０はカラー表示装置２０の外部にあって発光時間情報を作成する外部制御部としてのコンピュータであり、時間制御データ３０ｅを前記インターフェース回路２７に出力し、３１は色彩輝度計であり、前記液晶パネル４からの透過光（矢印Ｂ）を測定して色度データ３１ａを前記コンピュータ３０に出力する。
【００２６】
次に図２は前記制御部２３の主要な回路である同期制御回路２５の回路図であり、該同期制御回路２５の回路構成を詳細に説明する。図２に於いて、２５ａは赤調整回路であり前記時間メモリ回路２４の出力である時間記憶データ２４ａを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを出力し、２５ｂは緑調整回路であり前記時間記憶データ２４ａを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇを出力し、２５ｃは青調整回路であり前記時間記憶データ２４ａを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｂを出力する。２５ｄは色選択回路であり同期制御回路２５の内部で生成されるスタート信号ＳＴとクロック信号ＣＬ−Ａを入力して前記色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂをそれぞれ出力する。
【００２７】
ここで、赤、緑、青の各調整回路２５ａ〜２５ｃの回路構成は同等であるので代表して赤調整回路２５ａについて詳説する。２５ｅはダウンカウンタでありデータ入力端子ＩＮは前記時間記憶データ２４ａを入力し、プリセット端子Ｐは前記色選択信号ＳＬ−Ｒと内部で生成するクロック信号ＣＬ−ＢをＡＮＤ回路２５ｆで論理積したプリセット信号ＰＲを入力し、クロック端子ＣＬは前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒと内部で生成するクロック信号ＣＬ−ＣをＡＮＤ回路２５ｈで論理積したカウント信号ＣＴを入力し、出力端子Ｚはダウンカウンタ２５ｅの値がゼロになったときに論理‘０’となりゼロ以外のときには論理‘１’となる光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを出力する。
【００２８】
次に色選択回路２５ｄの回路構成を詳説する。２５ｊはＤ型フリップフロップ（以下Ｄ−ＦＦと略す）であり、その入力端子Ｄ１は前記スタート信号ＳＴと前記色選択信号ＳＬ−ＢをＯＲ回路２５ｋで論理和した選択開始信号２５ｍを入力し、クロック端子Ｔ１は内部で生成されるクロック信号ＣＬ−Ａを入力し、出力端子Ｑ１は色選択信号ＳＬ−Ｒを出力する。２５ｎはＤ−ＦＦであり入力端子Ｄ２は前記Ｄ−ＦＦ２５ｊの出力である色選択信号ＳＬ−Ｒを入力し、クロック端子Ｔ２は前記クロック信号ＣＬ−Ａを入力し、出力端子Ｑ２は前記色選択信号ＳＬ−Ｇを出力する。２５ｏはＤ−ＦＦであり入力端子Ｄ３は前記Ｄ−ＦＦ２５ｎの出力である色選択信号ＳＬ−Ｇを入力し、クロック端子Ｔ３は前記クロック信号ＣＬ−Ａを入力し、出力端子Ｑ３は前記色選択信号ＳＬ−Ｂを出力する。
【００２９】
次に図１と図２、及びタイミングチャートである図３によってカラー表示装置２０の基本動作を説明する。図１に於いて、電源部２８がＯＮすると前記光源駆動回路２１、前記液晶駆動回路２２、前記制御部２３等にそれぞれ必要な電源が供給され、制御部２３の内部では各クロック信号ＣＬ−Ａ、ＣＬ−Ｂ、ＣＬ−Ｃが図３で示すタイミングで生成され、続いてスタート信号ＳＴがクロック信号ＣＬ−Ａに同期して論理‘１’となる。
【００３０】
ここで該スタート信号ＳＴは図２の色選択回路２５ｄのＯＲ回路２５ｋを通過して選択開始信号２５ｍとなって前記Ｄ−ＦＦ２５ｊの入力端子Ｄ１に入力するので、該Ｄ−ＦＦ２５ｊの出力端子Ｑ１より出力する色選択信号ＳＬ−Ｒは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの立下りに同期して該クロック信号ＣＬ−Ａの１周期分だけ論理‘１’となり、該色選択信号ＳＬ−Ｒは図２で示すように次段のＤ−ＦＦ２５ｎの入力端子Ｄ２に入力しているのでＤ−ＦＦ２５ｎの出力端子Ｑ２より出力する色選択信号ＳＬ−Ｇは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの次の１周期分だけ論理‘１’となる。
【００３１】
更に該色選択信号ＳＬ−Ｇは図２で示すように次段のＤ−ＦＦ２５ｏの入力端子Ｄ３に入力しているので該Ｄ−ＦＦ２５ｏの出力端子Ｑ３より出力する色選択信号ＳＬ−Ｂは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの次の１周期分だけ論理‘１’となり、更には該色選択信号ＳＬ−Ｂは図２で示すように前記ＯＲ回路２５ｋを介して前記Ｄ−ＦＦ２５ｊの入力端子Ｄ１に入力しているので出力端子Ｑ１より出力する色選択信号ＳＬ−Ｒは図３で示すようにクロック信号ＣＬ−Ａの次の１周期分だけ再び論理‘１’となり、以下この動作が継続して色選択信号ＳＬ−Ｒ，ＳＬ−Ｇ，ＳＬ−Ｂはクロック信号ＣＬ−Ａの１周期分ずつ順次論理‘１’が繰り返される。
【００３２】
次に該色選択信号ＳＬ−Ｒを入力して前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを生成する赤調整回路２５ａの動作を説明する。まず図１で示す前記時間メモリ回路２４は初期値として前記発光ダイオード１ａ〜１ｃに対応する特定の発光時間情報を予め記憶しており、例えば初期値として赤の値は十進数で１００、緑の値は十進数で２００、青の値は十進数で１５０を記憶していると仮定し、また、図２に示すダウンカウンタ２５ｅの初期値はゼロであり出力端子Ｚより出力する光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは初期値として論理‘０’を保持しているとして以下説明を行う。
【００３３】
図２の赤調整回路２５ａのダウンカウンタ２５ｅの入力端子ＩＮは、前記時間記憶データ２４ａの赤の発光時間情報（すなわち初期値として１００）を選択入力し、プリセット端子Ｐは図３で示す論理積されたプリセット信号ＰＲを入力しているので、ダウンカウンタ２５ｅは該プリセット信号ＰＲの立下りに同期して十進数１００にプリセットされ、この結果、出力端子Ｚより出力する光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは論理‘１’となる。
【００３４】
ここで、該光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒが論理‘１’となると、図２で示すＡＮＤ回路２５ｈはゲートを開きクロック信号ＣＬ−Ｃを通過させてカウント信号ＣＴを出力するので、該ダウンカウンタ２５ｅはプリセット値としての１００からクロック信号ＣＬ−Ｃの１クロック毎に９９，９８，９７とカウントダウン動作を開始してやがてゼロに達し、該ダウンカウンタ２５ｅがゼロになるとその出力端子Ｚの出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは論理‘０’となるので、アンド回路２５ｈは再びゲートを閉じてカウント信号ＣＴは論理‘０’となる。
【００３５】
この結果、ダウンカウンタ２５ｅはゼロの状態でカウントダウンを停止し出力端子Ｚの出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒも論理‘０’を保持する。ここで前述した如く前記色選択信号ＳＬ−Ｒは一定周期で順次論理‘１’を繰り返すので、図３で示す如く色選択信号ＳＬ−Ｒが次に論理’１’となるタイミングで前記プリセット信号ＰＲが再び発生し、この結果、ダウンカウンタ２５ｅは再度プリセットされ、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒは論理‘１’に戻ってカウントダウン動作が再開され以下同じ動作が繰り返される。
【００３６】
この結果、赤調整回路２５ａは図３で示すように前記色選択信号ＳＬ−Ｒに同期して光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒを出力し、且つ、前記時間メモリ回路２４に記憶される時間記憶データ２４ａに応じて論理‘１’となる時間が決定される。同様に、緑調整回路２５ｂと青調整回路２５ｃも図示していないが内部にそれぞれダウンカウンタを有し、該ダウンカウンタは前記時間記憶データ２４ａの値にそれぞれプリセットされてクロック信号ＣＬ−Ｃによってカウントダウンを行うので、その出力である光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂは前記時間記憶データ２４ａに応じて論理‘１’となる時間が決定される。ここで図３に示す光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂのそれぞれの波形は、前記時間メモリ回路２４が記憶する時間記憶データ２４ａに基づいて論理’１’となる時間が決定されていることを示している。
【００３７】
次に光源駆動回路２１の動作を説明する。図１で示す光源駆動回路２１は、図１０の従来例で説明した光源駆動回路８の可変抵抗ＶＲが固定抵抗（図示せず）に置き換わったものであるので詳細な説明は省略するが、入力信号である前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂが論理’０’のときは図１０で示すトランジスタＴｒはＯＦＦであるので発光ダイオード１ａ〜１ｃには光源駆動電流６ａ〜６ｃは流れず該発光ダイオード１ａ〜１ｃは消灯し、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ，ＬＥＤ−Ｂが論理’１’の期間は図１０で示すトランジスタＴｒがＯＮするので発光ダイオード１ａ〜１ｃには光源駆動電流６ａ〜６ｃが流れて各発光ダイオード１ａ〜１ｃは点灯し、この結果、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ，ＬＥＤ−Ｂのそれどれが論理‘１’となる時間が発光ダイオード１ａ〜１ｃの点灯時間に等しい。
【００３８】
ここで、各発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光量はその点灯時間に比例するので、例えば赤の発光ダイオード１ａの点灯時間が他の点灯時間より長ければ人間の目に見える混合色は赤味を帯びた色相となり、また、緑の発光ダイオード１ｂの点灯時間が他の点灯時間より長ければその混合色は緑の強い色相となり、また、青の発光ダイオード１ｃの点灯時間が他の点灯時間より長ければその混合色は青味の強い色相となるので、それぞれの発光ダイオード１ａ〜１ｃの点灯時間を調整することによって合成された光の白色バランスを調整することが出来る。
【００３９】
尚、液晶パネル４と液晶駆動回路２２の基本動作は、前記従来例と同様であるので詳細な説明は省略するが、図３のタイミングチャートで示すように、前記表示メモリ回路２６の出力である表示データＤＴは前記色選択信号ＳＬ−Ｒ、ＳＬ−Ｇ、ＳＬ−Ｂに同期して赤に対応する表示情報Ｒ、緑に対応する表示情報Ｇ、青に対応する表示情報Ｂをそれぞれ出力し、該表示データＤＴを入力する前記液晶駆動回路は前記液晶パネルを駆動して文字や画像を表示する。
【００４０】
よって本発明によれば、光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂの１周期Ｔが人間の目の残像時間より短くなるように設定し、且つ、該光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−Ｇ、ＬＥＤ−Ｂが論理‘１’となる時間を前記時間記憶データ２４ａによって調整することにより、光源部１の出力光（図１の矢印Ａ）は白色バランスが調整された光となって液晶パネル４に照射され、該液晶パネル４は前記発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光タイミングに同期して画像表示を行うのでフルカラー表示を実現することが出来る。
【００４１】
次に図４と図５によって前記カラー表示装置の白色バランス調整方法について説明する。図４は通常、前記カラー表示装置２０を組み立て後、工場出荷段階において白色バランス調整を行うための調整方法を示す概略斜視図であり、図５は調整手順を示すフローチャートである。図４に於いて、前記カラー表示装置２０は上部に前記液晶パネル４を配置してその下部に前記光源部１を有し、該光源部１の下部には前記光源駆動回路２１を有し、更に該光源駆動回路２１に接して前記制御部２３を配設し、該制御部２３の側面には外部との電気的接続手段であるインターフェース回路２７を有し、また、前記液晶駆動回路２２は前記液晶パネル４の側面に配設し該液晶パネル４を駆動する。
【００４２】
前記コンピュータ３０は、入出力等の操作を行う操作部３０ａと、演算結果等の表示を行う表示部３０ｂと外部との入出力を行うインターフェース部３０ｃ、３０ｄを有している。前記色彩輝度計３１は、前記液晶パネル４からの透過光（矢印Ｂ）の輝度や色度を測定して色度データ３１ａを出力し、該色度データ３１ａは前記インターフェース部３０ｃを介してコンピュータ３０の内部に取り込まれ、時間制御データ３０ｅは前記コンピュータ３０のインターフェース部３０ｄより出力されて前記カラー表示装置のインターフェース回路２７に入力される。
【００４３】
次に図４と図５を基にカラー表示装置の白色バランス調整方法の調整手順を説明する。図５のフローチャートに於いてフローＡのスタートでは、カラー表示装置２０の電源ＯＮ、色彩輝度計３１の電源ＯＮ、コンピュータ３０の立ち上げ等を実施し各機器の初期化を行う。次にフローＢでは前記コンピュータ３０がその内部に記憶している時間情報の初期値を前記時間制御データ３０ｅとしてカラー表示装置２０に転送し、その内部にある前記時間メモリ回路２４に初期値として書き込む。
【００４４】
次にフローＣでは前記時間メモリ回路２４に書き込まれた時間記憶データ２４ａを読み出し該時間記憶データ２４ａに基づいて前記発光ダイオード１ａ〜１ｃを順次点灯し、次にフローＤでは前記色彩輝度計３１によって前記液晶パネル４からの透過光の色度測定を実施して色度データ３１ａをコンピュータ３０に転送し、次にフローＥではコンピュータ３０が前記色度データ３１ａを入力して色度値が予め定められている規格値に合格するかをテストする。
【００４５】
ここで色度データ３１ａが規格値に対して合格であれば、フローＦに移行して白色バランス調整作業は終了し、色度データ３１ａが規格値外であればフローＧに進んで前記コンピュータ３０が色度データ３１ａと規格値データを参照して前記発光ダイオード１ａ〜１ｃの発光時間の修正値を算出し、次にフローＨでコンピュータ３０は算出した修正値を新しい時間制御データ３０ｅとしてインターフェース部３０ｄを介して前記カラー表示装置２０に転送し、該カラー表示装置２０は時間メモリ回路２４に新しい時間記憶データ２４ａとして書き込む。
【００４６】
次にフローＣに戻って、カラー表示装置２０は新たに書き込まれた時間記憶データ２４ａに基づいて前記発光ダイオード１ａ〜１ｃを順次点灯し、以降、フローＣ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈを繰り返して白色バランス調整作業を自動的に且つ短時間で実施し、フローＥで色度データ３１ａが規格値に合格した時点でフローＦに移行して調整作業を終了する。次に前述した本発明のカラー表示装置に光検出素子を追加して出力光の白色バランスを常に最適化するカラー表示装置の他の実施の形態について説明を行う。
【００４７】
図６は他の実施の形態を示すカラー表示装置のブロック図であり、基本構成は図１と同等であるので重複する部分の説明は省略する。図６に於いて、４０ａ、４０ｂ、４０ｃは前記光源部１の内部に配設され前記発光ダイオード１ａ、１ｂ、１ｃの出力光の光量を個別に検出する光検出素子であり、４０ｄは該光検出素子４０ａ〜４０ｃが出力する光検出信号であり、４１は前記制御部２３内部にある光量制御部であって前記光検出信号４０ｄと前記時間メモリ回路２４の出力である時間記憶データ２４ａを入力して該光検出信号４０ｄに応じて該時間記憶データ２４ａを補正した補正時間記憶データ４１ａを前記同期制御回路２５に出力する。
【００４８】
図７は前記光量制御部４１の内部を示すブロック図であり、図７に於いて、４１ｂはアナログ量である前記光検出信号４０ｄを入力してデジタル量である光検出データ４１ｃを出力するアナログデジタル変換機能を有するＡＤ変換器であり、４１ｄは前記光検出データ４１ｃを入力して記憶する光検出メモリであり、４１ｅは演算回路であって前記光検出メモリ４１ｄの記憶情報である光記憶データ４１ｆと前記光検出データ４１ｃを入力し、該光記憶データ４１ｆと光検出データ４１ｃの差分に応じて前記時間記憶データ２４ａを演算し補正時間記憶データ４１ａを前記同期制御回路２５に出力する。
【００４９】
次にこの実施の形態についてその動作を説明する。まず、先に説明した図５のフローチャートの手順に従って工場出荷段階で白色バランスの最適化が行われ、図６の前記時間メモリ回路２４にはそれぞれ最適化された時間記憶データ２４ａが記憶されているとする。ここで、カラー表示装置２０が表示動作を開始すると、前記光量制御部４１のＡＤ変換器４１ｂは前記光検出素子４０ａ〜４０ｃの出力である光検出信号４０ｄを入力してデジタル量である光検出データ４１ｃに変換して前記光検出メモリ４１ｄに出力し、該光検出メモリ４１ｄはその値を初期値として記憶する。
【００５０】
次に前記演算回路４１ｅは、初期値として記憶された前記光検出メモリ４１ｄの出力である光記憶データ４１ｆとリアルタイムで更新される前記光検出データ４１ｃを随時比較し、この二つのデータに差が無ければ該演算回路４１ｅは時間記憶データ２４ａをそのままの値で補正時間記憶データ４１ａとして出力し、前記二つのデータに差があれば前記時間記憶データ２４ａを補正して補正時間記憶データ４１ａとして出力する。
【００５１】
例えば、初期値として前記光検出メモリ４１ｄに記憶されている光記憶データ４１ｆより前記発光ダイオード１ａの出力光を検出する光検出素子４０ａの出力である前記光検出データ４１ｃが大きい場合は、何らかの原因で前記発光ダイオード１ａの出力光が増加した訳であり、演算回路４１ｅは前記時間記憶データ２４ａを減算修正して該時間記憶データ２４ａより小さい値の補正時間記憶データ４１ａを出力し、この結果、前記同期制御回路２５は前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒの論理“１”になる時間を短くするので前記発光ダイオード１ａの発光時間が減少し該発光ダイオード１ａの出力光は減少して初期値の出力に戻ることが出来る。
【００５２】
同様に、初期値として前記光検出メモリ４１ｄに記憶されている光記憶データ４１ｆより前記発光ダイオード１ａの出力光を検出する光検出素子４０ａの出力である前記光検出データ４１ｃが小さい場合は、何らかの原因で前記発光ダイオード１ａの出力光が減少した訳であり、演算回路４１ｅは前記時間記憶データ２４ａを加算修正して該時間記憶データ２４ａより大きい値の補正時間記憶データ４１ａを出力し、この結果、前記同期制御回路２５は前記光源タイミング信号ＬＥＤ−Ｒの論理“１”になる時間を長くするので前記発光ダイオード１ａの発光時間が増加し該発光ダイオード１ａの出力光は増加して初期値の出力に戻ることが出来る。
【００５３】
以上のように、光検出素子４０ａ〜４０ｃと光量制御部４１を追加した他の実施の形態によれば、発光ダイオード１ａ〜１ｃが経時変化や温度変化等によってその光量が変化し白色バランスが崩れたとしても、発光ダイオード１ａ〜１ｃのそれぞれの初期値の光量に戻るように動作するので、常に安定した白色バランスを得ることが出来る。
【００５４】
尚、実施の形態に於いて、発光ダイオード１ａ〜１ｃは赤、緑、青の三種類としたが、表示装置の仕様によっては波長の異なる発光ダイオードは２種類でも４種類でも更に多数でもよい。また、発光ダイオード１ａ〜１ｃの光を液晶パネル４に照射する方式は、従来例で示した図８（ａ）の拡散板方式であっても、図８（ｂ）で示した導光板の横方向に発光ダイオードを配設するサイド光源方式のどちらでもよい。また、時間メモリ回路２４は実施の形態に於いて制御部２３の外部に構成されているが、該時間メモリ回路２４を制御部２３の内部に置き、ワンチップの制御ＩＣとして構成することも出来る。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のカラー表示装置は発光時間情報を記憶するメモリ回路を有し、且つ、外部制御部を用いて該メモリ回路の記憶情報を書き換えることによって自動的に白色バランス調整が出来るので、従来のような可変抵抗等を用いた白色バランス調整が不要となり、白色バランス調整工程に於いて作業性が著しく向上し、コストダウンや信頼性の向上を実現できる。
【００５６】
また、カラー表示装置本体に於いても、比較的外形形状が大きく、且つ信頼性に問題のある可変抵抗が不要となり、また、メモリ回路等のデジタル処理技術によって制御部を集積化し易いので、装置の小型化、コストダウン、信頼性の向上に大いに効果がある。更には、光検出素子とデジタル処理回路の追加により、工場出荷段階で調整した白色バランスや光量を常に一定の状態に保つことが出来るので、製品の一層の信頼性向上に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるカラー表示装置のブロック図である。
【図２】図１で示す制御部の一部を構成する同期制御回路の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態であるカラー表示装置のタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態であるカラー表示装置の白色バランス調整方法を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態であるカラー表示装置の白色バランス調整手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態であるカラー表示装置のブロック図である。
【図７】図６で示す光量制御部のブロック図である。
【図８】（ａ）は従来の拡散板方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の分解斜視図である。
（ｂ）は従来の導光板によるサイド光源方式のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の分解斜視図である。
【図９】図８（ａ）（ｂ）で示す従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置のブロック図である。
【図１０】図９で示す光源駆動回路８の回路図である。
【図１１】
図８（ａ）（ｂ）と図９で示す従来のフィールドシーケンシャルカラー表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 光源部
１ａ〜１ｃ 発光ダイオード
２ 導光板
３ 拡散板
４ 液晶パネル
５ 表示制御部
２０ カラー表示装置
２１ 光源駆動回路
２２ 液晶駆動回路
２３ 制御部
２４ 時間メモリ回路
２７ インターフェース回路
３０ コンピュータ
３１ 色彩輝度計
４０ａ〜４０ｃ 光検出素子
４１ 光量制御部
Claims (6)
- 複数個のそれぞれ異なる波長の光を発光する発光素子を有する光源部と、該光源部の複数個の発光素子を順次切り替えて発光させる光源駆動回路と、複数個の画素で構成され前記光源部の発光素子が発光する光の透過遮断を制御する光シャッターと、該光シャッターに前記光源部の複数個の発光素子の発光に同期した表示信号を供給する液晶駆動回路とを備える表示装置において、前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間情報を記憶するメモリ回路と、該メモリ回路の記憶情報に基づいて前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間を可変する制御部を設け、前記複数個の発光素子が発光して得られる光の白色バランスを前記メモリ回路の記憶情報を書き換えることによって調整することを特徴とするカラー表示装置。
- 前記光源部の複数個の発光素子のそれぞれの発光時間情報を記憶するメモリ回路は、電圧印加を無くしても記憶情報を失わない不揮発性メモリであることを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
- 前記メモリ回路の記憶情報を外部から書き換えるために、外部との電気的接続手段を有することを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
- 前記光源部の複数個の発光素子は赤色、緑色、青色によってなる発光ダイオードであり、前記光シャッターは複数個の画素によってなる液晶パネルであることを特徴とする請求項１〜３記載のカラー表示装置。
- 前記光源部は前記発光素子の発光量を検出する光検出素子を備え、該光検出素子の検出信号に応じて前記発光素子の発光量を制御する光量制御部を有することを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
- 前記カラー表示装置からの出力光を測定する光検出手段と、該光検出手段の検出信号を入力して前記カラー表示装置の複数個の発光素子の発光時間情報を作成する外部制御部とを有し、該外部制御部が前記光検出手段の検出信号に応じて前記カラー表示装置の電気的接続手段を介して前記メモリ回路に発光時間情報を書き込み、前記カラー表示装置の出力光の白色バランスを調整することを特徴とするカラー表示装置の白色バランス調整方法。
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