JP3994505B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型液晶表示パネルの背面から白色ＬＥＤを用いたバックライトからの照明光を照射して、前記透過型液晶表示パネルを照明する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ機器、ビデオカメラ、携帯電話などの電子機器には、文字図形などの画像情報を表示する液晶表示パネルが設けられ、この液晶パネルは、背面から導光板と導光板の端面に配設された光源からなるバックライトにより照明されるようになっている。バックライトの光源としては、従来小型の蛍光ランプが使用されていたが、近年高輝度の白色ＬＥＤが開発され、導光板の端面に複数の白色ＬＥＤを配設したバックライトが使用されるようになっている。
【０００３】
従来の白色ＬＥＤを使用したバックライトによる照明装置では、図５に示すように、液晶表示パネル１の背面において、駆動端子ｔ２とアース間に、抵抗２６と白色ＬＥＤ２５ａの直列接続回路、抵抗２６と白色ＬＥＤ２５ｂの直列接続回路・・・抵抗２６と白色ＬＥＤ２５ｎの直列接続回路が互いに並列に接続された発光源を有するバックライト２７が配置されている。このバックライト２７の駆動端子ｔ２が、スイッチング動作を行なうトランジスタ２５のコレクタに接続され、このトランジスタ２５のベースには、トランジスタ２５にＯＮ動作を行なわせるコントロール信号Ｆｃを出力するコントローラ２４が接続され、トランジスタ２５のエミッタには、駆動信号Ｆｌが印加される電源端子ｔ１が接続されている。
【０００４】
この従来の照明装置では、コントローラ２４から、図６（ａ）に示すように、所定のバルス幅ｄのコントロール信号Ｆｃが、一定の繰り返し間隔Ｄで出力され、このコントロール信号Ｆｃの印加の区間においてトランジスタ２５が０Ｎ状態となり、駆動信号Ｆｌが、図６（ｂ）に示すように、バックライト２７の駆動端子ｔ２に、一定の繰り返し間隔Ｄで印加され、白色ＬＥＤ２５ａ〜２５ｎに電流が流れて、白色ＬＥＤ２５ａ〜２５ｎが線状に発光し、バックライト２７からの照明光が液晶表示パネル１を背面から照明する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の照明装置では、各白色ＬＥＤに流れる電流をＬｍａとすると、バックライト２７の駆動端子には、トランジスタ２５のベースへのコントロール信号Ｆｃの印加時に、比較的大きなｎＬｍａの電流が、パルス幅ｄに対応して流れる。
このために、バックライト２７の駆動端子に流れるｎＬｍａの電流の立ち上がり縁部では、オーバーシュート波形が発生し、電流の立ち下がり縁部では、アンダーシュート波形が発生する。
このオーバーシュート波形とアンダーシュート波形とは、ノイズとなって照明装置が組み込まれているビデオカメラなどの電子機器に侵入し、例えばカメラ部のＣＣＤの動作にノイズの悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
また、従来の照明装置では、バックライト２７が、コントロール信号Ｆｃによって、間隔Ｄをもって繰り返し０Ｎ制御され、トランジスタ２５ａ〜２５ｎが間歇的に発光制御されるので、輝度の低下やばらつきが発生するという問題もあった。
【０００７】
本発明は、前述したような従来のこの種の照明装置の動作の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、バックライトに流れる電流に基づくノイズの悪影響を低減することが可能で、且つ安定した輝度の白色光を照明光として出力することが可能な照明装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、透過型液晶表示パネルの背面から照明光を照射して、前記透過型液晶表示パネルを照明する照明装置であり、互いに並列に接続された複数個の白色ＬＥＤからなる発光源の複数組で構成され、前記透過型液晶表示パネルに背面から照明光を照射するバックライトと、前記複数組の発光源に、位相を順次ずらして駆動パルス信号を印加する発光制御手段とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を、図１ないし図４を参照して説明する。
図１は本実施の形態の要部の外観構成を示す説明図、図２は本実施の形態に使用される白色ＬＥＤの構成を示す説明図、図３は本実施の構成の要部の構成を示すブロック図、図４は本実施の形態の動作を示す信号波形図である。
【００１０】
本実施の形態では、図１に示すように、液晶表示パネル１の背面に対接して、シリコンなどの導光材で形成された集光板１０が配設され、この集光板１０の下端面に対接して、複数の白色ＬＥＤ７からなるバックライトが収容されたアクリル材のボデイ１１が配設され、このボデイ１１に、バックライトの動作を制御する制御ユニット３０が取り付けられている。
液晶表示パネル１は、ＩＴＯ膜などにより透明電極がパタン形成された二枚の透明基板間に、画像を形成する液晶がシール材に囲まれて封止されており、集光板１０のボデイ１１との対接面には、酸化チタンなどの白色物質の印刷により光拡散面１０ａが形成されている。
【００１１】
本実施の形態で使用される白色ＬＥＤ７は、図２に示すような構成になっていて、回路基板１５に搭載装着された基体１３に、青色光を放射するチップ１２が取り付けられ、このチップ１２は蛍光体層１４で覆われており、チップ１２に電力を供給する導体部１６が、回路基板１５に形成された電源供給端子１７に接続されている。
この白色ＬＥＤ７では、チップ１２から発光される高輝度な青色光は、蛍光体層１４内で何回かの吸収と散乱とを繰り返した後に外部に放出されるが、蛍光体層１４に吸収された青色光を励起源として、蛍光体層１４からは黄色の蛍光が外部に放出され、放出される青色光と黄色光とが混合されて、外部からは、白色ＬＥＤ７が白色の光を放出すると見做されるように構成されている。
【００１２】
本実施の形態では、図３に示すように、液晶表示パネル１を背面から照明するバックライト２７Ａが、それぞれｍ個の白色ＬＥＤからなる発光源の３組で構成された場合であり、第１の発光源は、駆動端子ｔ２とアース間に、抵抗３と白色ＬＥＤ７ａの直列接続回路、抵抗３と白色ＬＥＤ７ｂの直列接続回路・・・抵抗３と白色ＬＥＤ７ｍの直列接続回路が、互いに並列に接続された構成となっている。同様にして、第２の発光源は、駆動端子ｔ３とアース間に、抵抗３と白色ＬＥＤ８ａの直列接続回路、抵抗３と白色ＬＥＤ８ｂの直列接続回路・・・抵抗３と白色ＬＥＤ８ｍの直列接続回路が、互いに並列に接続された構成となっており、第３の発光源は、駆動端子ｔ４とアース間に、抵抗３と白色ＬＥＤ９ａの直列接続回路、抵抗３と白色ＬＥＤ９ｂの直列接続回路・・・抵抗３と白色ＬＥＤ９ｍの直列接続回路が、互いに並列に接続された構成となっている。
【００１３】
このバックライト２７Ａを発光制御する制御ユニット３０には、互いに位相をずらしたコントロール信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３を順次出力するコントローラ２と、第１の発光源の発光をＯＮ−ＯＦＦ制御するトランジスタ１８、第２の発光源の発光をＯＮ−ＯＦＦ制御するトランジスタ１９、第３の発光源の発光をＯＮ−ＯＦＦ制御するトランジスタ２０が設けられている。
そして、駆動信号Ｆｌが印加される電源端子ｔ１が、トランジスタ１８、１９、２０のエミッタにそれぞれ接続され、トランジスタ１８、１９、２０のコレクタは、第１の発光源の駆動端子ｔ２、第２の発光源の駆動端子ｔ３、第３の発光源の駆動端子ｔ４にそれぞれ接続され、コントローラ２から出力されるコントロール信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３が、それぞれ抵抗２１、２２、２３を介して、トランジスタ１８、１９、２０のベースに印加されるように構成されている。
【００１４】
また、コントローラ２から出力されるコントロール信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３は、図４に示すように、パルス幅がｄに設定され、コントロール信号Ｆｃ１の後縁部に、コントロール信号Ｆｃ２の前縁部が位置し、コントロール信号Ｆｃ２の後縁部に、コントロール信号Ｆｃ３の前縁部が位置し、この状態が繰り返されて、コントローラ２によって、コントロール信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３が互いに連続して出力されるように制御されている。
【００１５】
このような構成の本実施の形態の動作を説明する。
本実施の形態では、電源端子ｔ１に駆動信号Ｆｌが印加され、コントローラ２からコントロール信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３が順次出力されると、先ず、コントロール信号Ｆｃ１のパルス幅ｄの区間で、トランジスタ１８がＯＮとなり、トランジスタ１８のコレクタから、駆動端子ｔ２に駆動信号Ｆｌが印加され、白色ＬＥＤ７ａ、７ｂ、７ｃ・・・７ｍに電流が流れ、白色ＬＥＤ７ａ〜７ｍが発光し、バックライト２７Ａの第１の発光源からの白色光で、液晶表示パネル１が照明される。
【００１６】
次いで、コントロール信号Ｆｃ１の後縁部に連続して前縁部が位置して、コントローラ２から出力されるコントロール信号Ｆｃ２のパルス幅ｄの区間で、トランジスタ１９がＯＮとなり、トランジスタ１９のコレクタから、駆動端子ｔ３に駆動信号Ｆｌが印加され、白色ＬＥＤ８ａ、８ｂ、８ｃ・・・８ｍに電流が流れ、白色ＬＥＤ８ａ〜８ｍが発光し、バックライト２７Ａの第２の発光源からの白色光で、液晶表示パネル１が照明される。
【００１７】
そして、コントロール信号Ｆｃ２の後縁部に連続して前縁部が位置して、コントローラ２から出力されるコントロール信号Ｆｃ３のパルス幅ｄの区間で、トランジスタ２０がＯＮとなり、トランジスタ２０のコレクタから、駆動端子ｔ４に駆動信号Ｆｌが印加され、白色ＬＥＤ９ａ、９ｂ、９ｃ・・・９ｍに電流が流れ、白色ＬＥＤ９ａ〜９ｍが発光し、バックライト２７Ａの第３の発光源からの白色光で、液晶表示パネル１が照明される。
【００１８】
以下、同様にして、バックライト２７Ａの第１の発光源、第２の発光源及び第３の発光源が、コントロール信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３によって、順次繰り返して発光制御され、バックライト２７Ａにおいては、第１の発光源、第２の発光源及び第３の発光源からの白色光が、順次連続して発光され、バックライト２７Ａからは、常に所定の輝度の白色照明光が、液晶表示パネル１に照明光として照射される。
【００１９】
この場合、バックライト２７Ａに収容されている白色ＬＥＤの全数は３ｍ個であり、各白色ＬＥＤの負荷電流をＩｍＡとして、すでに説明した従来の照明装置のように、全ての白色ＬＥＤに同時に電流を供給すると、バックライト２７Ａには、瞬時に３ｍＩｍＡの電流が流れるが、本実施の形態では、バックライト２７Ａに瞬時に流れる電流はｍＩｍＡに減少されている。
このために、本実施の形態によると、バックライト２７Ａに流れる電流により発生するノイズを低減することが可能になり、このノイズによって、本実施の形態が組み込まれる電子機器のブロック、例えばビデオカメラのＣＣＤに、ノイズによる悪影響が及ぼされることが防止される。
【００２０】
また、本実施の形態では、所定の位相差をもって出力されるコントロール信号Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３により、バックライト２７Ａの第１の発光源ないし第３の発光源が、順次連続的に発光制御されるので、従来の照明装置のような間歇的な制御による輝度の低下やばらつきがなく、常に一定輝度の安定した白色光で液晶パネル１を照明することが可能になる。
【００２１】
本発明によると、互いに並列に接続された複数個の白色ＬＥＤを一組とした複数組の発光源で構成されるバックライトに対して、発光制御手段によって、複数組の発光源に、複数組の発光源のうちの１つの発光源に対して印加する第１の駆動パルス信号の後縁部と、１つの発光源に隣接する他の発光源に対して印加する第２の駆動パルス信号の前縁部とが重なるように、位相を順次ずらして駆動パルス信号が印加され、この駆動パルス信号によって、透過型液晶表示パネルに背面から照明光が照射されるので、全ての白色ＬＥＤに流れる全電流値を発光源数で除した電流値の電流によって、バックライトが連続的に発光し、発光源に流れる電流に基づくノイズを低減し、照明装置で発生するノイズが、照明装置が組み込み使用される電子機器に及ぼす悪影響を低減することが可能になると共に、バックライトを輝度の低下やばらつきなしに安定に発光させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の要部の外観構成を示す説明図である。
【図２】同実施の形態に使用される白色ＬＥＤの構成を示す説明図である。
【図３】同実施の構成の要部の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施の形態の動作を示す信号波形図である。
【図５】従来の照明装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の照明装置の動作を示す信号波形図である。
【符号の説明】
１…液晶表示パネル、２…コントローラ、７ａ〜７ｍ，８ａ〜８ｍ，９ａ〜９ｍ…白色ＬＥＤ、１８，１９，２０…トランジスタ、２７Ａ…バックライト、３０…制御ユニット。

Claims (1)

1. 透過型液晶表示パネルの背面から照明光を照射して、前記透過型液晶表示パネルを照明する照明装置において、
   互いに並列に接続された複数個の白色ＬＥＤを一組とした複数組の発光源で構成され、前記透過型液晶表示パネルに背面から照明光を照射するバックライトと、
   前記複数組の発光源に、位相を順次ずらして駆動パルス信号を印加する発光制御手段とを有し、
   前記発光制御手段は、前記複数組の発光源のうちの１つの発光源に印加する第１の駆動パルス信号の後縁部と、前記１つの発光源に隣接する他の発光源に印加する第２の駆動パルス信号の前縁部とが重なるように、前記駆動パルス信号の位相及びパルス幅を調整することを特徴とする照明装置。

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