JP3141217B2

JP3141217B2 - カラー液晶ディスプレイ装置

Info

Publication number: JP3141217B2
Application number: JP04217673A
Authority: JP
Inventors: 正樹森田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 2001-03-05
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JPH0667149A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、解像度の高いカラー
画像を表示するカラー液晶ディスプレイ装置、特にビデ
オカメラのビューファインダやパーソナルコンピュータ
のディスプレイ装置に適したカラー液晶ディスプレイ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図14は従来のカラー液晶ディスプレイ装
置の断面図、図15はその液晶ディスプレイ（以下、「Ｌ
ＣＤ」という）の透視斜視図である。図14において、１
はＬＣＤ、２はフロントパネル、３はフレーム、４はラ
バーコネクタ、５は回路基板、６はフィルタ、７はラン
プハウス、８はバックライト、９はＬＣＤドライバであ
る。図15において10はトランジスター（ＴＦＴ）101 に
よって制御される画素電極102 および共通電極103 を有
する液晶層、11はＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ、12は液
晶層10、カラーフィルタ11を両面から挟持すると共に偏
光板121 が取り付けられているガラス板である。

【０００３】次に動作を説明する。赤（以下、「Ｒ」と
いう），緑（以下、「Ｇ」という），青（以下、「Ｂ」
という）の画像信号は、ＬＣＤドライバ９に入力され、
回路基板５およびラバーコネクタ４を介してＬＣＤ１を
駆動する。ＬＣＤ１には、図15に示すように碁盤の目状
に配列された画素電極102 に対応してＲ，Ｇ，Ｂのカラ
ーフィルタ11が配列されており、ＲＧＢ画像信号により
画素電極102 に電位を与えて液晶層10の透過光量を制御
する。液晶は発光素子でないので背面にバックライト８
を設け、その照明光の透過光を液晶層10で制御すること
によってカラー画像を得ており、バックライト８が画面
上で一様の明るさに見えるようにランプハウス７とフィ
ルタ６が配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在の１体型ビデオカ
メラに用いられる１インチ液晶カラービューファインダ
の総画素数は、最も多いもので約10万画素程度である。
画素数はＲ，Ｇ，Ｂ３色の合計値であるから、１色当り
では１／３の画素数になり、ビデオカメラの撮像デバイ
スの分解能を大幅に下廻るディスプレイ装置しか構成し
得ないことになる。また、小さな画素に対応したＲ，
Ｇ，Ｂのフィルタを製造するには微細加工が必要である
ため生産性が悪く、コスト高となる要因となっていた。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、小形で高解像度のカラー液晶デ
ィスプレイ装置を得ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るカラー液
晶ディスプレイ方法および装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光ま
たはこれの補色光で液晶ディスプレイを照明するバック
ライトを設け、上記液晶ディスプレイを一画面のＲ，
Ｇ，Ｂ画像信号で順次駆動するとともに、これに同期さ
せて同色光または異色光、もしくは補色光のバックライ
トを点灯すると共に、点灯するＲ，Ｇ，Ｂまたはこれの
補色光のバックライトに所定の輝度差を設けるようにし
たものである。

【０００７】

【作用】上記のように構成されたカラー液晶ディスプレ
イ装置は、液晶ディスプレイに印加されるＲ，Ｇ，Ｂの
画像信号に同期して同色のバックライトを点灯すると、
カラー画像が表示され、また、点灯するバックライトに
輝度差を設けることにより、表示するカラー画像の色温
度を調整することができる。

【０００８】参考例１．以下、この発明に対する参考例１を図について説明す
る。図１は参考例１の液晶ディスプレイ装置の断面図
で、図14と同一符号はそれぞれ同一部分を示しており、
13，14，15はそれぞれ赤，緑，青色に発光するＲ，Ｇ，
Ｂバックライトで、信号処理装置16からＲ，Ｇ，Ｂ画像
信号が順次ＬＣＤドライバ９に供給され、同時にこの
Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号に同期してＲ，Ｇ，Ｂバックライト
13、14、15を順次点灯させるよう、バックライト発光タ
イミング信号Ｂ_R，Ｂ_G，Ｂ_Bが送出される。ここで、
ＬＣＤ１Ａは図15のＬＣＤ１からカラーフィルタ11を取
り除き、その他の構成は同様のものである。

【０００９】図２はこの参考例１の信号処理装置16のブ
ロック回路図で、画像信号をＲ，Ｇ，Ｂ画像信号に分離
するＲＧＢ変換器17と、このＲ，Ｇ，Ｂ画像信号をそれ
ぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器18と、ＲＧＢ
画像信号の時間軸をそれぞれ１／３に圧縮して元の画像
信号の一垂直走査期間内にＲ，Ｇ，Ｂの順に並べて送出
する時間軸圧縮手段を構成するフィールドメモリ19と、
入力画像信号から水平同期信号ＨＤと垂直同期信号ＶＤ
を分離する同期分離回路20と、この水平、垂直同期信号
ＨＤ，ＶＤにもとづいて各種のタイミング信号を発生す
るタイミングパルスジェネレータ21と、このタイミング
パルスジェネレータ21から出力されるタイミング信号に
制御されてフィールドメモリ19から出力される時間軸圧
縮Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を切り換えてＬＣＤドライバ９に出力
するスイッチ25と、タイミングパルスジェネレータ21か
ら出力される発光タイミング信号Ｂ_R，Ｂ_G，Ｂ_Bによ
ってＲ，Ｇ，Ｂバックライト13，14，15を発光させるバ
ックライトドライバ23とで構成されている。ここでタイ
ミングパルスジェネレータ21は、ＰＬＬ24、カウンタ25
およびコンパレータ26で構成されている。図３は参考例
１のタイミングチャートである。

【００１０】次に、参考例１の動作を説明する。図２に
おいて、画像信号（図３(a) ）はＲＧＢ変換器17により
Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号に分離される。図３(b) ，(c) ，
(d) はそれぞれ一画面分のＲ，Ｇ，Ｂ変換後のＲ，Ｇ，
Ｂ画像信号を示している。なお、ビデオカメラの場合は
Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号がそのまま取り出される場合がある
が、この場合はＲＧＢ変換器17は必要でない。

【００１１】Ｒ，Ｂ，Ｇ画像信号はＡ／Ｄ変換器18によ
ってそれぞれデジタル値に変換され、フィールドメモリ
19に格納される。他方、入力画像信号は同期分離回路20
に入力されて同期信号ＨＤ，ＶＤが分離され、タイミン
グンパルスジェネレータ21に送られる。タイミングパル
スジェネレータ21内では、水平同期信号ＨＤ（ＮＴＳＣ
−ＴＶシステムの場合15.73KHz）に同期したＲ，Ｇ，Ｂ
画像信号のメモリへの書き込み・読みだしタイミングを
制御するクロック信号がＰＬＬ24により作成され、カウ
ンタ25と時間軸圧縮処理回路を構成するフィールドメモ
リ19のリードクロックＲＣＬＫ端子に入力される。

【００１２】カウンタ25およびコンパレータ26は、ＰＬ
Ｌ24から入力されるクロック信号にもとづいてＲ，Ｇ，
Ｂ画像信号のフィールドメモリ19への書き込みタイミン
グ信号、読みだしタイミング信号、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号
供給切り換えタイミング信号、バックライトドライバ23
の発光タイミング信号を作成する。フィールドメモリ19
の書き込みしクロック（ＷＣＬＫ）は、ＰＬＬ24からの
クロック信号をカウンタ25により３分周することにより
得られ、画像信号のサンプリング信号（例えば3.58MHz
）となる。

【００１３】ＲＧＢ供給切り換えタイミング信号はスイ
ッチ22に入力され、ＬＣＤドライバ９に図３(e) に示す
ようなタイミングで時間軸圧縮されたＲＧＢ画像信号を
送出する。このＲ，Ｇ，Ｂ画像信号はフィールドメモリ
19の読みだしクロック（ＲＣＬＫ）の周波数を書き込み
クロック（ＷＣＬＫ）の周波数の３倍にすればＲ，Ｇ，
Ｂ画像信号の時間軸を１／３倍に圧縮でき、読み出しタ
イミングをずらすことによって図３(e) のように所定の
順序で一垂直走査期間内に順次送出することができる。

【００１４】他方、バックライトドライバ23には、バッ
クライトドライバ23から図３(f) のような発光タイミン
グ信号が供給される。図中のＢ_RはＲバックライト13の
発光タイミング信号、Ｂ_GはＧバックライト14の発光タ
イミング信号、Ｂ_BはＢバックライト15の発光タイミン
グ信号である。以上のようにしてＬＣＤ１に時間圧縮さ
れた一垂直走査期間分（一画面分）のＲ，Ｇ，Ｂ画像信
号が一垂直走査期間内に順次供給され、この供給タイミ
ングに同期して同色光のＲ，Ｇ，Ｂバックライト13，1
4，15が発光してカラー画像が得られる。

【００１５】尚、ＬＣＤ１の場合、ＣＲＴのように電子
ビームを走査して画像を得るのではなく、画像信号を図
14のようにマトリクス状に配置された画素電極10をドラ
イブするので、１／３に時間軸圧縮したＲ，Ｇ，Ｂ画像
信号により、それぞれ一画面の画像を得ることができ
る。つまり従来の一画面を走査する時間で三画面分の画
像を得ることができる。またフィールドメモリ19の読み
出しを行っているときに次のフィールドの書き込みが行
われるので、フィールドメモリ19への書き込みが読みだ
しタイミングを追い越す場合がある。この場合でも視感
上あまり問題はないが、フィールドメモリ19をＲ，Ｇ，
Ｂ画信号に対してそれぞれ２フィールド分の容量を持た
せることで解決できる。

【００１６】参考例２．図４(e) ，(f) は、この発明に対する参考例２のタイミ
ングチャートで、それぞれ図３(e) ，(f) に対応する時
間軸圧縮Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号と発光タイミング信号を示
しており、ハードウェアの構成は、図１および図２と同
様である。この参考例２は、時間軸圧縮されたＲ，Ｇ，
Ｂ画像信号の送出期間の相互間にそれぞれ所定の時間間
隔ｔを設けるとともに、バックライト発光タイミング信
号にもこれに同期した時間間隔ｔを設けたものである。
この参考例２によれば、バックライトの残光時間の影響
を無くすことができる。

【００１７】なお、図４(e) のＲ，Ｇ，Ｂ画像信号相互
間には所定の時間間隔ｔを設けず、図４(f) のバックラ
イトの発光タイミング信号のみに所定の時間間隔ｔを設
けても同様の効果が得られる。

【００１８】

【実施例】実施例１．図５(e) ，(f) はこの発明の実施例１のタイミングチャ
ートで、それぞれ図３(e) ，(f) に対応する時間軸圧縮
Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号と、発光タイミング信号を示してお
り、ハードウェアの構成は、図１および図２と同様であ
って、図５(f）の縦軸はバックライトの輝度レベルを示
している。

【００１９】この実施例１は、図２に示すように、バッ
クライトドライバ23に可変抵抗器からなるバックライト
輝度レベル調節手段27を設け、各可変抵抗器を調節する
ことでＲ，Ｇ，Ｂバックライト13、14、15の輝度を調節
するように構成したものである。このようにバックライ
ト13、14、15の輝度をＲ，Ｇ，Ｂ画像信号に対応して変
化させることにより簡単に配合比率を変化させることが
できるので、色温度の調整をディスプレイ側で簡単に行
うことができる。

【００２０】バックライトの輝度はＣＦＬ管（冷陰極型
蛍光ランプ：現在一般的に用いられているＬＣＤバック
ライトの１種）のような場合にはインバータで調光が可
能であり、陰極線管の場合には電子の加速電圧を変化さ
せれば良い。

【００２１】実施例２．図６(e) ，(f) はこの発明の実施例２のタイミングチャ
ートで、それぞれ図５(e) ，(f) に対応する時間軸圧縮
Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号と、発光タイミング信号を示してお
り、ハードウェアの構成は、図１および図２と同様であ
る。この実施例２は、参考例２と同様に、時間軸圧縮
Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号（図６(e））と、Ｒ，Ｇ，Ｂ発光タ
イミング信号（図６(f））の送出期間の相互間に所定の
時間間隔ｔを設けたものである。この実施例２によれ
ば、Ｒ，Ｇ，Ｂバックライト13、14、15の残光時間の影
響が無く、色温度の調整をディスプレイ側で簡単に行う
ことができる液晶ディスプレイ装置が得られる。

【００２２】参考例３．図７(e) ，(f) はこの発明に対する参考例３のタイミン
グチャートで、それぞれ図３(e) ，(f) に対応する時間
軸圧縮Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号と、発光タイミング信号を示
しており、ハードウェアの構成は、図１および図２と同
様である。

【００２３】この参考例３は、ＬＣＤ１に図７(e) に示
すタイミングで時間軸圧縮Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号を印加す
るのに同期して図７(f) に示すように、異なる色で発光
するバックライトを点灯させる。例えばＲ画像信号の時
にはＧのバックライトを点灯する。このようにＬＣＤ１
へ順次送出するＲ，Ｇ，Ｂ画像信号と発光するバックラ
イトの色光を一致させないことで、被写体は認識できる
が、色が合っていない不自然な色調の画像を表示するこ
とができる。これを利用してビデオカメラ撮影時に、ビ
デオカメラや記録装置などにバッテリの終了や、テープ
エンド等の不具合が生じた場合や、その他の異常が有っ
た場合に、不自然な色調の画像を表示したり、一定の時
間間隔でこの不自然な色調の画像を表示することによ
り、撮影者にある程度画像を認識させながら異常を知ら
すことができる。

【００２４】参考例４．図８(e) ，(f) はこの発明に対する参考例４のタイミン
グチャートで、それぞれ図７(e) ，(f) に対応する時間
軸圧縮Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号と、発光タイミング信号を示
しており、ハードウェアの構成は、図１および図２と同
様である。

【００２５】この参考例４は、参考例２と同様に、時間
軸圧縮Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号の期間の相互間、および各色
のバックライト発光タイミング信号の期間の相互間に、
それぞれ所定の時間間隔ｔを設けたもので、参考例２と
同様に、バックライトの残光時間の影響を無くすことが
できる。

【００２６】実施例３．図９はこの発明の実施例３のカラー液晶ディスプレイ装
置の断面図で、図１と同一符号はそれぞれ同一部分を示
しており、28，29，30はそれぞれシアン（以下「Ｃ」と
いう），マゼンダ（以下、「Ｍ」という），黄色（以
下、「Ｙ」という）に発光するバックライトで、それぞ
れＲ，Ｇ，Ｂの補色である。この実施例のようにＲ，
Ｇ，Ｂの補色のバックライトを使用すると、スチルカメ
ラ等のネガフィルムを通常のポジ画像として表示するこ
とができる。

【００２７】図10は図９に示した構成のカラービューフ
ァインダを備えたビデオカメラの使用例を示す図で、31
はビデオカメラ、32は撮影後現像済みのスチルカメラの
ネガフィルム、33はフィルムホルダ、34はランプ、35は
カラービューファインダである。

【００２８】通常、ネガフィルム32をそのまま見ると何
が写っているのかよく解らないが、この実施例のビデオ
カメラ31でネガフィルム32を撮影するとき、カラービュ
ーファインダ35から見るとポジ画像として見ることがで
きる。

【００２９】実施例４．図11はこの発明の実施例４のカラー液晶ディスプレイ装
置の断面図で、図１および図９と同一符号はそれぞれ同
一構成部分を示しており、バックライトにＲ，Ｇ，Ｂバ
ックライト13，14，15と、Ｃ，Ｍ，Ｙバックライト28，
29，30を設けたものである。

【００３０】この実施例４のように、Ｒ，Ｇ，Ｂバック
ライト13，14，15とＲ，Ｇ，Ｂの補色のＣ，Ｍ，Ｙバッ
クライト28，29，30の両方を設け、通常の撮影時と、ネ
ガフィルムの撮影時とに応じてバックライトを切り換え
ることにより、ポジとネガの２つのモードで表示するこ
とができる。

【００３１】なお、ネガフィルム32をビテオカメラ31で
撮影し、電気的にネガ→ポジの補正をすることは可能で
あるが、処理回路が複雑かつ膨大となるのに対し、この
実施例４ではＣ，Ｍ，Ｙバックライト28，29，30を追加
するだけでよいので構成が簡単となる。

【００３２】参考例５．図12はこの発明に対する参考例５の信号処理装置のブロ
ック回路図、図13はこの参考例５のタイミングチャート
で、図13(a) 〜(d) はそれぞれ図３(a) 〜(d)に対応す
る信号を、図13(e) はバックライト発光タイミング信号
を示しており、ハードウェアの構成は、図１と同様であ
る。

【００３３】この参考例５は、パーソナルコンピュータ
のディスプレイに適用した例を示している。図12におい
て、36はＶＲＡＭと呼ばれるパーソナルコンピュータ
（以下、「ＰＣ」という）の画像メモリで、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の色に対応するデータが入っている。37はスイッチ22の
切換信号を発生する切換信号発生器である。ＰＣの場
合、動画をおもに表示するＴＶと違って静止画を映すこ
とが多いので、図13(b) 〜(d) のように、Ｒ，Ｇ，Ｂ画
像信号の時間軸を圧縮せずにスイッチ22によって一垂直
走査期間ごとに順次切り換えてＬＣＤ１に印加するとと
もに、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号の色に対応したバックライト
を図13(e) に示すように点灯すればカラー画像を表示す
ることができる。

【００３４】この参考例５によれば、参考例１〜４及び
実施例１〜４に示したＲ，Ｇ，Ｂ画像信号の時間軸を圧
縮する方法と比べて、フィールドメモリやメモリへのタ
イミング信号等が不要となり、Ｒ，Ｇ，Ｂバックライト
を従来の白黒液晶ディスプレイ装置に追加するだけで安
価な高解像度のカラー液晶ディスプレイ装置が実現でき
る。

【００３５】なお、ＰＣメモリからの読みだし周期を上
記参考例１〜４及び実施例１〜４のように１／３に圧縮
して従来の一垂直走査期間内にＲ，Ｇ，Ｂの画像を映出
するようにしてもよいことはいうまでもない。

【００３６】なお、上記参考例１〜４及び実施例１〜４
では、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号の時間軸の圧縮を１／３とし
たが、１／３以下の１／４，１／５などにしてもよい。

【００３７】また、上記各参考例及び実施例ではバック
ライトにＣＦＬ管を用い、Ｒ，Ｇ，Ｂおよび／または
Ｃ，Ｍ，Ｙ各１本のバックライトを配置した例を示した
が、バックライトはＲ，Ｇ，Ｂに発光するものならば何
でもよく、例えばカラーＣＲＴを用いたり、Ｒ，Ｇ，Ｂ
のＬＥＤを多数並べたり、各バックライトを並列に数組
並べて大画面に対応させたり、ＶＦＤ（表示管）を用い
てより平面に均等に発光するバックライトを用いると画
面の明るさの均一性が良くなる。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下のような効果を奏する。

【００３９】液晶ディスプレイに、Ｒ，Ｇ，Ｂのバック
ライトを、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号に同期してＲ，Ｇ，Ｂの
バックライトを点灯させることによりカラー画像が表示
でき、これらのバックライトおよびこれを点灯させる駆
動手段を設けるだけで、カラー液晶ディスプレイ装置を
構成できる。

【００４０】また、バックライトの色光をＲ，Ｇ，Ｂの
補色光にすることで、ネガフィルムのカラー画像をポジ
フィルムのカラー画像として表示できるカラー液晶ディ
スプレイ装置を構成できる。

【００４１】また、Ｒ，Ｇ，ＢまたはＣ，Ｍ，Ｙのバッ
クライトの輝度をそれぞれが所定の輝度差をもつように
調整することにより、表示するカラー画像の色温度を変
えることができる。

【００４２】また、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号の時間軸を１／
３以下に圧縮して一垂直走査期間内に所定の順序で並べ
る変換を行い、このＲ，Ｇ，Ｂ画像信号で液晶ディスプ
レイを駆動するとともに、この時間軸圧縮Ｒ，Ｇ，Ｂ画
像信号に同期して同色のバックライトを点灯することに
より、テレビジョン映像信号を表示できるカラー液晶デ
ィスプレイ装置が得られる。

【００４３】また、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号に同期して点灯
させるバックライトの間に適当な時間間隔を設けること
により、残光による影響を無くしたカラー画像を表示す
ることができる。

【００４４】また、液晶ディスプレイを駆動するＲ，
Ｇ，Ｂ画像信号に同期させて点灯するバックライトを異
なる色光のものとすることにより、不自然な色調のカラ
ー画像を表示できるので、警告の報知などに利用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に対する参考例１の断面図である。

【図２】参考例１の信号処理装置のブロック回路図であ
る。

【図３】参考例１のタイミングチャートである。

【図４】この発明に対する参考例２のタイミングチャー
トである。

【図５】この発明の実施例１のタイミングチャートであ
る。

【図６】この発明の実施例２のタイミングチャートであ
る。

【図７】この発明に対する参考例３のタイミングチャー
トである。

【図８】この発明に対する参考例４のタイミングチャー
トである。

【図９】この発明の実施例３の断面図である。

【図１０】この発明の実施例３の作用を説明するための
図である。

【図１１】この発明の実施例４の断面図である。

【図１２】この発明に対する参考例５の信号処理装置を
示すブロック回路図である。

【図１３】参考例５のタイミングチャートである。

【図１４】従来例の液晶ディスプレイ装置を示す断面図
である。

【図１５】この従来例の液晶ディスプレイの構成を示す
透視斜視図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶ディスプレイと、この液晶ディスプ
レイを背面から赤，緑，青の補色光で照明するバックラ
イトと、上記液晶ディスプレイをそれぞれ一画面の赤，
緑，青の画像信号で順次駆動する手段と、この赤，緑，
青の画像信号に同期して上記補色光のバックライトをそ
れぞれ各色光が所定の輝度差をもつように点灯させる手
段とを備えたカラー液晶ディスプレイ装置。