JP4050802B2 - カラー表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の異なるカラーの発光素子を人間の目の分解能を越えた時間間隔で一定の順序で切換え発光させ、人間の目の有する時間軸合成作用を利用して混色させ多色表示を得るためのフィールド順次型カラー表示装置の改良に係り、特に複数のカラー光源間の所望の色バランス（とりわけ白バランス）の調整手段を具備するフィールド順次型カラー表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィールド順次型の多色表示モードを有する表示装置として、例えば異なる波長の光（赤、緑、青）を発光しうる光源部と、該光源部が発光する光を表示情報に基づいて制御するシャッター部とを有し、光源部は一画面の表示時間Ｔ（例えば一般のテレビ画像では約１／３０秒）を構成する一定の時間毎に（例えば約１／９０秒毎に）特定のカラー赤、緑、青光源を順次切換え発光させ、それに対してシャッター部を制御することにより多色表示を行うフィールド順次型カラー表示装置と呼ばれるものは知られていた（例えば特公昭６３―４１０７８等）。
【０００３】
カラー光源としては、蛍光ランプやＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、ＬＥＤ（発光ダイオード）等が用いられる。特に近年青色発光のＬＥＤが開発されたことにより赤、緑、青の三色ＬＥＤを用いたフィールド順次型のカラー表示装置が可能になってきた。
【０００４】
図１５は従来のフィールド順次型のカラー表示装置の一例の構成を示す斜視図である。この表示装置は異なる波長の光を発光し、それぞれ独立に制御可能なカラー光源から成る光源部１を有する。この光源部１は赤、緑、青の三色ＬＥＤ ２ａ、２ｂ、 ２ｃが配置されたＬＥＤボックス３と、拡散板４とから成り、ＬＥＤ駆動回路５によって駆動される。また上記拡散板の前方には光源部１で発光した光を制御する液晶シャッター６が配設される。液晶シャッター部６の開閉はシャッター制御回路８により制御される。ＬＥＤ駆動回路５とシャッター駆動回路８は共に同期回路を内臓する全体制御部（光源とシャッター）９に接続されＬＥＤの発光と液晶シャッターの開閉は常に同期して行われるように制御されている。
【０００５】
図１６は図１５のフィールド順次型カラー表示装置の信号の流れを示すブロック図である。光源部１の三色ＬＥＤ２ａ、２ｂ、 ２ｃは赤光源、緑光源、青光源で構成されておりＬＥＤ駆動回路５から供給される赤光源点灯信号ＬＲ、緑光源点灯信号Ｌｇ、青光源点灯信号Ｌｂによって夫々点灯される。液晶シャッター部６はシャッター制御部８から供給されるデータ信号Ｄによって制御される。ＬＥＤ駆動回路５及びシャッター駆動回路８は同期回路を内臓する全体制御回路９に接続され、全体制御回路９の指令にしたがって常に同期して動作する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のフィールド順次型カラー表示装置は簡単な構成でありながら多色を表示できるという利点を有している。しかしながら、例えばＬＥＤをバックライトの光源として使用する場合には、一定の照度を確保するために電流の供給量を多くしなければならない。その結果ＬＥＤが相当に発熱することになって輝度変化が発生し、赤、緑、青の夫々の輝度レベルが最初の設定値と異なってくるために各ＬＥＤ間での輝度バランスが崩れてしまい、いわゆる背景色の純白色が出なくなり、所望の色を発色させることが困難となるという問題があった。因みに、ＬＥＤの光量変化は図１７に示したように電源投入時に於けるＬＥＤの発熱が原因となるものと、図１８に示したように、ＬＥＤの経時変化によるものとがある。
【０００７】
本発明の目的は複数個のカラー光源の輝度レベルをチエックし、発熱や経時変化等があっても各カラー光源が一定の光量を保つようにして、カラー光源間での輝度バランスの崩れを防止するようにしたフィールド順次型のカラー表示装置を提供することに存する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成した本願発明に係るカラー表示装置の特徴は、異なる波長の光を発光しそれぞれ独立に輝度調整可能なそれぞれ異なるカラー発光素子を含む光源部と、前記光源部の複数個の異なるカラー発光素子に一定の順序で切り換えて順次それぞれの駆動信号を供給する光源駆動回路と、複数個の画素を構成する電子光学的シャッター素子から成り前記光源部のカラー発光素子の発光する光の透過遮断を制御するシャッター部と、該シャッター部に前記光源部の複数個のカラー発光素子の発光に対応したカラー信号を前記発光時に同期して供給するシャッター制御回路とを有し多色表示を行う表示装置において、前記各カラー光源の輝度レベルを検出する光センサーと、該センサの検出値に従って前記光源駆動回路に光量制御信号を供給する光量制御回路とを設け、該光量制御回路は各カラー光源毎の入力基準レベル及び出力基準レベル設定手段を有し、各光源の輝度レベルを前記各基準レベルに従って調整し、前記光量制御回路は、一端に前記出力基準レベル設定手段を有し、前記光センサの検出値が前記入力基準レベル以下の場合には前記出力基準レベルの光量制御信号を生じ、前記光センサの検出値が前記入力基準レベルをオーバーする場合には該オーバー分を前記出力基準レベルから減算したレベルの光量制御信号を生ずる減算回路を具備し、各カラー光源間の所望のカラーの輝度バランスを一定に保持するカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記光量制御回路が、前記光センサの出力電流を積分する積分回路と、前記積分回路の出力電圧が前記入力基準レベルをオーバーする時該オーバー分を前記減算回路に供給するレベルシフト回路を具備するカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記減算回路の前記出力基準レベルが前記光源の各々が最大輝度電流を生ずるよう設定する出力基準レベル設定回路によって設定されるカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記光源駆動回路が前記減算回路の出力信号に応答する発光素子駆動電流を生ずる電圧電流変換回路を具備するカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、カラー発光素子を赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードで構成したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、前記シャッターを液晶シャッターで構成したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、前記光センサをフォトダイオードで構成したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、前記カラーバランスが白バランスであるカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、前記光センサをカラー光源を搭載した基板と同一基板上に配設したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、前記光センサをカラー光源を搭載した基板を取り囲む反射枠に設けた空洞中に配設したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、前記光センサをカラー光源を搭載した基板を取り囲む反射枠の壁面に配設したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、前記光センサをカラー光源を搭載した基板に対向する拡散板の外面に配設したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、カラー光源部の外部に発光素子と光センサからなる検出用光カプラーを配設したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、単一のカラーの基準電圧設定回路を設定しこれを残りのカラーにも共通に利用したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、単一のカラーの輝度レベルを残りのカラーの基準値として利用したカラー表示装置に存する。
本発明の更に他の特徴は、前記カラー表示装置において、単一の光センサで一定の時間毎に順次切換発光している各カラーの光を受光し、それに接続された切換スイッチを一定時間毎に順次切換発光している光源に同期させて切り換えて各光量制御回路に入力するようにしたカラー表示装置表示装置に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に基づいて本発明に係るカラー表示装置の実施例を詳細に説明する。図１は本発明に係るカラー表示装置の要部の構成を示す斜視図である。 シャッター部及びシャッター駆動回路部は図１５、図１６と略同じであるので省略する。 図１に於いて、光源部１のＬＥＤボックス３内には赤色光源、緑色光源、青色光源の３色のＬＥＤ ２ａ、２ｂ、２ｃが横方向に配設され、各ＬＥＤ ２ａ、２ｂ、２ｃの下部近傍には光センサー１０ａ、１０ｂ、１０ｃが夫々配設されている。この光センサーはフォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池等から成る光電変換素子であり、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃが発光する際の輝度レベルを検出して対応する電圧値に変換する。変換された電圧値は光量制御回路１１に入力され各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃ毎に予め設定されている基準電圧と比較される。この基準電圧は各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃの輝度特性に合せて、３色の光源間の所望の色の輝度バランス特に白バランスが確保されるように可変抵抗を調整して設定されている。そして上記光センサー１０ａ、１０ｂ、１０ｃでの検出値が基準電圧より低い場合にはＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃに流れる電流を増大することによって光量を増やして輝度レベルを上げ、反対に検出値が基準電圧より高い場合にはそのオーバー分だけＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃに流れる電流を減少させることによって光量を減らし、輝度レベルを低下させる。このように光量制御回路１１は各光センサーで検出された検出値に応じた制御電圧を各ＬＥＤ駆動回路に供給し各ＬＥＤ駆動回路は該制御電圧に対応する電流に変換してこれを各ＬＥＤに供給する。
【００１０】
図２は各ＬＥＤ毎に独立して輝度制御を行う上記第１実施例の信号の流れを示すブロック図である。即ち赤色ＬＥＤ２ａ、緑色ＬＥＤ２ｂ、青色ＬＥＤ２ｃの近傍には光センサー１０ａ、１０ｂ、１０ｃが夫々配設されると共に、各ＬＥＤ毎に輝度レベルの基準値回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃからの基準値が設定されている。各光量制御回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃは各光センサー１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの検出値と基準値回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃからの基準値とを比較し検出値に応じたＬＥＤ制御電圧を形成し各ＬＥＤ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃに供給し、ＬＥＤ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃはそれに対応する駆動電流に変換しこれを各ＬＥＤに供給して発光量を変化させる。 各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃの発光する光は夫々の光センサー１０ａ、１０ｂ、１０ｃに受光され前記各光量制御回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃによって帰還制御されることにより各光源から発光される光の所望の色のバランス特に白バランスは持続される。
【００１１】
図３及び図４は図１及び図２に示された本発明の第１実施例の光量制御回路及びＬＥＤ駆動回路の具体的回路図である。 図１では説明の便宜のために光量制御回路１１とＬＥＤ駆動回路５は分離した形で描かれているが実際にはこれらは一体に構成されている。
【００１２】
光量制御回路１１及びＬＥＤ駆動回路５は、赤色、緑色及び青色の３つの部分から成り、夫々の光量制御回路１１及びＬＥＤ駆動回路５は可変抵抗の設定値を除いて同一の構成であるので図３及び図４では赤色光量制御回路１１ａ及びＬＥＤ駆動回路部５ａについてのみ内部詳細を示し、緑色及び青色の内部詳細は省略し、点線でそれらのブロックと入出力接続関係のみを図示した。
各光量制御回路１１及び駆動回路５は夫々光センサー用入力端子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と、ＬＥＤ用出力端子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と、動作指令入力端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を有している。然るに各動作指令入力端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に加えられる動作指令は同時に加えられることはなく順次択一的に加えられるので、例えば赤色動作指令端子Ｔ１に赤色動作指令ＬＲが入力される時にはこの指令ＬＲを入力した赤色光量制御回路１１ａ及びＬＥＤ駆動回路５ａのみが動作可能となる。
【００１３】
図３，図４に於いて１０ａ、１０ｂ、１０ｃはフォトダイオード、２ａ、２ｂ、２ｃは赤色光、緑色光、青色光発光ダイオード、Ｏ１はＯＰアンプ直流増幅器、Ｏ２はＯＰアンプバッファー回路、Ｏ３はＯＰアンプ減算回路、Ｏ４はＯＰアンプ電圧―電流変換回路、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３はアナログゲート、ＺＤはツエナーダイオード、Ｔｒ１はスイッチングトランジスタ、Ｔｒ２はＬＥＤ駆動用トランジスタを表わす。 赤色動作指令信号ＬＲ入力前はスイッチングトランジスタＴｒ１はオフ状態なのでアナログゲートＧ１、Ｇ２のゲートには＋１２Ｖが印加されてオン状態となり、従ってＯＰアンプ直流増幅器Ｏ１の＋入力端子は接地されている。またアナログゲートＧ２がオンであるためアナログゲートＧ３のゲート端子は接地されているためアナログゲートＧ３はオフ状態となりＬＥＤ駆動回路５ａは遮断されている。今、赤色動作指令信号ＬＲが端子Ｔ１に入力されるとスイッチングトランジスタＴｒ１がオンとなるのでアナログゲートＧ１及びＧ２はオフ、従ってアナログゲートＧ３はオンとなる。従ってＯＰアンプ直流増幅器Ｏ１の＋入力端子は開放されて入力可能となると同時にアナログゲートＧ３のチャンネルは導通するので光量制御回路１１ａとＬＥＤ駆動回路５ａのループは閉成され動作可能状態に置かれる。
【００１４】
ＯＰアンプ減算回路Ｏ３は＋端子に各ＬＥＤの最大輝度電流に対応する電圧を設定し、−端子は入力抵抗Ｒ４と帰還抵抗Ｒ５によってゲインを１とし、出力には−端子設定電圧と入力電圧との差電圧を得ることができるようにしたＯＰアンプ反転増幅器によって構成された減算回路である。またＯＰアンプ電圧―電流変換回路Ｏ４はその＋入力端子をアナログゲートＧ１３を介して上記減算回路の出力に、その出力端子を抵抗Ｒ７を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に、その−入力端子をトランジスタＴｒ２と電流設定用エミッタ抵抗Ｒ８との接続点にそれぞれ接続され、上記減算回路Ｏ３の出力電圧をこの電流設定抵抗Ｒ８で除算した値の電流をＬＥＤ駆動用トランジスタＴｒ２のコレクターエミッタ間に発生させるＯＰアンプ非反転増幅器によって形成された電圧―電流変換回路である。ＯＰアンプバッファ回路Ｏ２はゲイン１のＯＰアンプ非反転増幅器によって形成されたバッファー回路である。
【００１５】
最初赤色動作指令信号ＬＲ入力時はＯＰアンプバッファー回路Ｏ２の＋入力端子は０ボルト（不感電圧レベル〇〜３ボルト内）なのでＯＰアンプ減算回路Ｏ３の出力には＋端子の設定電圧（最大輝度）Ｖ６が出力されこれがアナログゲートＧ３のチャンネルを介して後続するＯＰアンプ電圧―電流変換回路Ｏ４に印加され赤色光ＬＥＤ２ａには最大輝度電圧Ｖ６／電流設定用エミッタ抵抗Ｒ８で決まる最大電流が流れＬＥＤ２ａは最大輝度で発光する。発光された赤色光の一部はＬＥＤの近傍に配設されたフォトダイオード１０ａ、１０ｂ、１０ｃに同時に投射され光電変換されるが、光電変換された逆電流Ｉｐは動作指令信号ＬＲによってアナログゲートＧ１がオフとなっている赤色光量制御回路１１ａの抵抗Ｒ１のみに流れＩｐＲ１で決まる電圧がＯＰアンプ直流増幅器Ｏ１の＋端子に入力され増幅されて数ボルトのパルス波に変換される。この増幅されたパルス波はダイオードＤ１を介して後続するＣ１とＲ２から成る積分回路に蓄積され平滑化される。この平滑化された電圧は後続するツエナーダイオードＺＤと抵抗器Ｒ３から成るレベルシフト回路に加えられる。
【００１６】
ツエナーダイオードＺＤに加えられる積分回路の出力電圧Ｖ３がツエナーダイオードのツエナー電圧Ｖｚ（例えば３ボルト）を越えない内は抵抗器Ｒ３には逆電流は流入せず、従って後続するＯＰアンプバッファ回路Ｏ２の＋入力端子電圧Ｖ４は０ボルトのまま（不感電圧レベル）であるが、積分回路の出力電圧Ｖ３が増大しツエナー電圧Ｖｚを越えると抵抗器Ｒ３には逆電流が流入しＯＰアンプバッファ回路Ｏ２の＋入力端子電圧Ｖ４はツエナー電圧Ｖｚをオーバーした電流に相当する分だけ上昇する（即ち０Ｖ〜３Ｖは不感電圧範囲）。このオーバーした電圧Ｖ４はＯＰアンプバッファ回路Ｏ２を介してＯＰアンプ減算回路Ｏ３の−端子に加えられる。その結果ＯＰアンプ減算回路Ｏ３の出力電圧Ｖ７は＋端子側に接続された最大設定電圧Ｖ６から、ツエナー電圧Ｖｚからオーバーした分の電圧Ｖ４を減算した値の電圧となる（Ｖ７＝Ｖ６−Ｖ４）。これはＬＥＤの電流を最大値より減少せしめる方向である。 通常はこのレベルＶ７で安定して動作しておりこの通常動作時の電圧が所望の色のバランス（白バランス）が得られるレベルになるように調整しておく。
【００１７】
ＯＰアンプ減算回路Ｏ３の出力状態Ｖ７はＯＮ状態にあるアナログゲートＧ３のチャンネルを経由して後続するＯＰアンプ電圧―電流変換回路Ｏ４に加えられ、そこでＯＰアンプ減算回路の出力電圧Ｖ７をトランジスタＴｒ２の電流設定用エミッタ抵抗Ｒ８で割った値の電流が赤色光ＬＥＤ２ａに供給されることになる。ＬＥＤに流れる電流が減少し積分回路の出力電圧Ｖ３がツエナー電圧Ｖｚ以下になるときにはＯＰアンプバッファー回路Ｏ２の＋入力端子電圧Ｖ４は接地電圧となりＯＰアンプ減算回路Ｏ３の出力電圧Ｖ７は最大設定値Ｖ６となるので、上記ＯＰアンプ電圧―電流変換回路Ｏ４によりＬＥＤ２ａには再び最大電流Ｖ６／Ｒ８が流れることになる。そうするとその状態が光学的にフォトダイオード１０ａにフィードバックされツエナー電圧Ｖｚを越える分だけ最大電流から減算される方向に働くことになる。以上の動作を繰り返し安定した所に落ち着きＬＥＤはその状態で発光する。
【００１８】
緑色光量制御回路１１ｂ及びＬＥＤ駆動回路５ｂに緑色動作指令信号Ｌｇが入力される場合、及び青色光量制御回路１１ｃ及びＬＥＤ駆動回路５ｃに青色動作指令信号Ｌｂが入力される場合の動作も夫々の設定電圧が異なるだけで上記と全く同様である。 このように赤、緑、青の夫々について白バランスを生ずる状態のフォトダイオード１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの入力レベルと同じく白バランスを生ずる状態でのＬＥＤに供給する出力電圧を測定しながらそれぞれのレベルの設定調整を可変抵抗ＶＲ１及びＶＲ２で行う。
即ち、可変抵抗ＶＲ１で入力レベルの調整、積分回路出力電圧、レベルシフト回路の設定を行い減算回路の入力バランスの設定を行うと同時に可変抵抗ＶＲ２でＬＥＤに流れる夫々の最大バランス出力電流に対応するバランス電圧のレベル設定調整を行う。ツエナーダイオードＺＤを含むレベルシフト回路は入力基準Ｖｚを設定しその基準以下のレベルの入力に対しては感応せず（０ボルト）この基準を越えるレベルの入力に対してはその上昇分の電圧を与え、これをＯＰアンプバッファー回路Ｏ２を介してＯＰアンプ減算回路Ｏ３に入力する。これに対してＯＰアンプ減算回路Ｏ３は出力基準Ｖ６を具備し不感領域のレベルの入力に対しては出力基準電圧を与えて輝度の低下を抑え、不感領域を越える入力に対しては出力基準から不感レベルを越えた電圧分を減算した出力電圧を与えるように制御して輝度レベルの異常な上昇を抑え一定に持続するようにしている。
【００１９】
図５は本発明に於ける光量制御動作を用いた時の各ＬＥＤ ２ａ、２ｂ、２ｃの輝度レベルの変化の実測値を示すグラフである。これによれば電源投入時におけるＬＥＤの発熱による輝度変化は認められず、当初の白バランスは保持され図１７に示した従来例の実測値に対し著しく改善されていることが確認された。
図５は白バランスの場合のグラフであるが各光源のＬＥＤに流れる電流は可変抵抗Ｖｒ２を調整することにより任意に設定できるので所望の色のバランス例えば赤色ＬＥＤの電流を少し増加することにより少し赤みを帯びた白バランスを作ったり、青色ＬＥＤの電流を少し増加することにより少し青みを帯びた白バランスを作ることが出来る。
【００２０】
図６乃至図８は他の実施例の信号の流れを示すブロック図である。 図６に示した実施例では赤色ＬＥＤ２ａについてだけ予め基準値回路１２ａを設定しておき、この基準値を緑色ＬＥＤ２ｂ及び青色ＬＥＤ２ｃの基準値としても利用し、各ＬＥＤの近傍に配設した光センサー１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの検出値との間で比較させる。この実施例は構成を簡素化できるので、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃ 間の輝度レベルに著しい開きがない場合に有効な手段である。
【００２１】
図７に示す実施例は、上述のような基準値を別途設けることなく、赤色ＬＥＤ２ａの輝度レベルを基準にして、残りの緑色ＬＥＤ２ｂ及び青色ＬＥＤ２ｃの輝度レベルを制御するものである。即ち、赤色ＬＥＤ２ａの輝度レベルを光センサー１０ａで検出し、この検出値を緑色ＬＥＤ２ｂ及び青色ＬＥＤ２ｃの光量制御回路１１ａ、１１ｃに基準値として入力する。緑色ＬＥＤ２ｂ及び青色ＬＥＤ２ｃの各光センサー１０ｂ、１０ｃで検出された輝度レベルは前記赤色ＬＥＤ２ａの光センサー１０ａで検出された輝度レベルと比較されて制御されるため、赤色ＬＥＤ２ａの輝度劣化に対応して緑色ＬＥＤ２ｂ及び青色ＬＥＤ２ｃの輝度レベルがコントロールされる。
【００２２】
図８は光センサー１０を一つだけ配設した場合の実施例のブロック図である。光センサー１０には切換えスイッチ１３が接続されており、この切換えスイッチを順次切り換えることで各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃ毎に予め設定した基準値回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃの基準値が光量制御回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃに入力され、光センサー１０からの検出値と比較され、各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃ毎の制御が可能である。
【００２３】
図９乃至図１４は本発明に於ける光センサーの配設位置の実際を示したものである。図９は光センサーの第１の配置を示す光源部の斜視図である。各ＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃと同一のバックライト基板上の近傍に夫々のＬＥＤに対応する光センサー（フォトダイオード）１０ａ、１０ｂ、１０ｃを配設した例である。場所に余裕がある場合この配置が標準である。
【００２４】
図１０は光センサーの第２の配置を示す光源部の断面図である。バックライト基板上にはＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃのみを配設し光センサー１０は反射枠の中に空洞をあけその中に配設した例である。これは基板上に光センサー１０を配設する余裕のない場合の１つの方法であるが、特に空洞中に収納されているのでシャッター部に投射される光を遮る心配は全くなくまた反射枠の機能に障害を与えることもなくＬＥＤの発光位置からも近く配線も容易で現実的に有効な配置である。
【００２５】
図１１は光センサーの第３の配置を示す光源部の断面図である。 バックライト基板上にはＬＥＤのみを配設し光センサーは反射枠の壁面に配設した例である。これも基板上に光センサーを配設する余裕がない場合の方法であるがこの場合には壁面自体の上に直接設けるだけなので穴あけ作業も不要であり光の反射を妨げることもなく廉価で実用的な方法である。
【００２６】
図１２は光センサーの第４の配置を示す光源部の断面図である。 バックライト基板上にはＬＥＤのみを配設し光センサーは拡散板上に配設した例である。これはＬＥＤの配置が更に限られＬＥＤボックス中にセンサーを配設することができない場合の方法で拡散板の拡散面の外周近傍のシャッタ部６への投射光の妨げにならない部分に設ける。もっとも簡便にして採光も十分であり現実的に有効な方法である。
【００２７】
図１３は光センサーの第５の配置を示す光源部の断面図である。 バックライトＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃの照明部の外部に、照明部のＬＥＤ２ａ、２ｂ、又は２ｃと同一特性のＬＥＤ２と光センサー１０のカプラーを配設した例である。これは実際にシャッター部６に投射される光を検出しているわけではないがこれと全く均等な結果が得られるので場所に制限のある場合現実的に最も有効な方法である。
【００２８】
図１４は光センサーの第６の配置を示す光源部の断面図である。 バックライトＬＥＤ２ａ、２ｂ、２ｃ照明部の外部に、光センサー１０を配設し照明部とセンサー部を光ファイバーで結合した例である。光ファイバーはどこにでも配設可能であるのでフォトカプラーを配設するのも困難なような場合に有効な方法である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るカラー表示装置によれば、異なる波長の光を発光する複数のカラー光源に温度変化や経時変化等があっても各カラー光源の光量を一定に保ち各カラー光源間の所望の色バランス、特に白バランスを保持することが可能であるのでカラー表示としての美しさを維持することが出来、その商品力を著しく高めることができる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラー表示装置の要部構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る輝度バランスの制御手段の第１実施例の信号の流れを示すブロック図である。
【図３】図２に示す第１実施例の光センサー入力部及び光量制御部の一部を示す具体的回路図である。
【図４】図２に示す第１実施例の光量制御部の他の部分およびＬＥＤ駆動回路を示す具体的回路図である。
【図５】 上記第１実施例に於けるＬＥＤの輝度バランスを示すグラフである。
【図６】上記制御手段の他の実施例の信号の流れを示すブロック図である。
【図７】上記制御手段の更に他の実施例の信号の流れを示すブロック図である。
【図８】スイッチの切換えによって輝度バランスの制御を行う場合のブロック図である。
【図９】光センサーの第１の配置を示す光源部の斜視図である。
【図１０】光センサーの第２の配置を示す光源部の断面図である。
【図１１】光センサーの第３の配置を示す光源部の断面図である。
【図１２】光センサーの第４の配置を示す光源部の断面図である。
【図１３】光センサーの第５の配置を示す光源部の断面図である。
【図１４】光センサーの第６の配置を示す光源部の断面図である。
【図１５】従来のフィールド順次型のカラー表示装置の構成を示す斜視図である。
【図１６】図１５のフィールド順次型のカラー表示装置の信号の流れを示すブロック図である。
【図１７】ＬＥＤの発熱による輝度バランスの崩れを示すグラフである。
【図１８】経時劣化による輝度バランスの崩れを示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光源部
２ａ 赤色ＬＥＤ
２ｂ 緑色ＬＥＤ
２ｃ 青色ＬＥＤ
３ ＬＥＤボックス
５ ＬＥＤ駆動回路
１０ａ 光センサー
１０ｂ 光センサー
１０ｃ 光センサー
１１ａ 光量制御回路
１１ｂ 光量制御回路
１１ｃ 光量制御回路
１２ａ 基準値回路
１２ｂ 基準値回路
１２ｃ 基準値回路
Ｏ１ ＯＰアンプ直流増幅器
Ｏ２ ＯＰアンプバッファー回路
Ｏ３ ＯＰアンプ減算回路
Ｏ４ ＯＰアンプ電圧―電流変換回路
Ｇ１ アナログゲート
Ｇ２ アナログゲート
Ｇ３ アナログゲート
ＺＤ 入力レベル基準電圧設定用ツエナーダイオード
Ｔｒ１ スイッチングトランジスタ
Ｔｒ２ ＬＥＤ駆動用トランジスタ
ＶＲ１ 入力レベル調整用可変抵抗
ＶＲ２ ＬＥＤ最大輝度電圧設定用可変抵抗
Ｒ８ ＬＥＤ電流設定用エミッタ抵抗

Claims (16)

1. 異なる波長の光を発光しそれぞれ独立に輝度調整可能なそれぞれ異なるカラー発光素子を含む光源部と、前記光源部の複数個の異なるカラー発光素子に一定の順序で切り換えて順次それぞれの駆動信号を供給する光源駆動回路と、複数個の画素を構成する電子光学的シャッター素子から成り前記光源部のカラー発光素子の発光する光の透過遮断を制御するシャッター部と、該シャッター部に前記光源部の複数個のカラー発光素子の発光に対応したカラー信号を前記発光時に同期して供給するシャッター制御回路とを有し多色表示を行う表示装置において、前記各カラー光源の輝度レベルを検出する光センサーと、該センサの検出値に従って前記光源駆動回路に光量制御信号を供給する光量制御回路とを設け、該光量制御回路は各カラー光源毎の入力基準レベル及び出力基準レベル設定手段を有し、各光源の輝度レベルを前記各基準レベルに従って調整し、前記光量制御回路は、一端に前記出力基準レベル設定手段を有し、前記光センサの検出値が前記入力基準レベル以下の場合には前記出力基準レベルの光量制御信号を生じ、前記光センサの検出値が前記入力基準レベルをオーバーする場合には該オーバー分を前記出力基準レベルから減算したレベルの光量制御信号を生ずる減算回路を具備し、各カラー光源間の所望の色の輝度バランスを一定に保持することを特徴とするカラー表示装置。
2. 前記光量制御回路は、前記光センサの出力電流を積分する積分回路と、前記積分回路の出力電圧が前記入力基準レベルをオーバーする時該オーバー分を前記減算回路に供給するレベルシフト回路を具備することを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
3. 前記減算回路の前記出力基準レベルは、前記光源の各々が最大輝度電流を生ずるよう設定する出力基準レベル設定回路によって設定されることを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
4. 前記光源駆動回路は前記減算回路の出力信号に応答する発光素子駆動電流を生ずる電圧電流変換回路を具備することを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
5. カラー発光素子を赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードで構成すること特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
6. 前記シャッターは液晶シャッターであること特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
7. 前記光センサはフォトダイオードであること特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
8. 前記カラーバランスは白バランスであること特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
9. 前記光センサをカラー光源を搭載した基板と同一基板上に配設したことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
10. 前記光センサをカラー光源を搭載した基板を取り囲む反射枠に設けた空洞中に配設したことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
11. 前記光センサをカラー光源を搭載した基板を取り囲む反射枠の壁面に配設したことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
12. 前記光センサをカラー光源を搭載した基板に対向する拡散板の外面に配設したことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
13. カラー光源部の外部に発光素子と光センサからなる検出用光カプラーを配設したことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
14. 単一のカラーの基準電圧設定回路を設定しこれを残りのカラーにも共通に利用することを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
15. 単一のカラーの輝度レベルを残りのカラーの基準値として利用することを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
16. 単一の光センサで一定の時間毎に順次切換発光している各カラーの光を受光し、それに接続された切換スイッチを一定時間毎に順次切換発光している光源に同期させて切り換えて各光量制御回路に入力するようにしたことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。

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