JP4593257B2 - 照明装置、液晶表示装置，携帯端末装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は照明装置、液晶表示装置，携帯端末装置およびその制御方法に係わり、特にバックライトの発光素子を点灯させたときの輝度ムラを改善した照明装置、液晶表示装置，携帯端末装置およびその制御方法に関する。

照明装置におけるバックライトは、一般的には液晶ディスプレイの裏面に配置された光源のことである。液晶ディスプレイは自ら発光するわけではないため、外部光源が必要である。特に透過型液晶ディスプレイでは、光源を裏面に配置している。

このため、この光源をバックライトと称している。また、従来主流であった冷陰極管によるバックライトに代わり、液晶の光源として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光素子であるＬＥＤを使用する。すなわち、光の掛け合わせで色を表示するものであり、ＬＥＤバックライトと称されている。

大型で高解像度、高精彩、高品位を要求される画像には、主として投写形の機器が使われている。これらの機器では、視認性を確保するために高性能なバックライトが要求される。この投写型の場合、バックライトの光源には、電球、ＬＥＤ、ＥＬ、蛍光ランプ、メタルハライドランプなどが使用されている。本発明ではその中の、特にＬＥＤを対象例として取り上げている。

この種の従来のバックライト方式の一例が引用文献１に記載されている。特許文献１に開示されたバックライト方式の構成を示した図６を参照すると、ＬＥＤバックライト２４は、抵抗器Ｒ、発光ダイオードＬＥＤ１、発光ダイオードＬＥＤ２を備える。スイッチ手段２３は、電子スイッチＳＷ１，ＳＷ２を備え、タイミング制御手段８から供給されるタイミング信号により、スイッチＳＷ１またはＳＷ２が順番（交互）にオン状態、オフ状態を繰り返す。

電子スイッチＳＷ１と発光ダイオードＬＥＤ１とを直列に接続したものと、電子スイッチＳＷ２と発光ダイオードＬＥＤ２とを直列に接続したものとを並列に接続し、抵抗器Ｒを直列に接続する。タイミング制御手段２５は、一定周期Ｔの１／２周期（Ｔ／２）毎にスイッチＳＷ１、ＳＷ２にタイミング信号を供給し、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を順番（交互）にオン状態またはオフ状態に制御する。

バックライト方式に係わる他の例が特許文献２に記載されている。特許文献２に開示されたバックライト方式は、３色光のバックライトを時分割発光させてフルカラー表示を行なうカラー光源型であって、表示輝度ムラがない液晶表示装置が示されている。

図７は、上記特許文献２におけるバックライトの発光領域３２、ＬＥＤアレイ及び液晶パネルの表示領域３１の分割状態を示す模式図である。同図を参照すると、発光領域３２が複数の領域３２１〜３２４に分割されている。その分割された各発光領域の発光強度が異なっていることに特徴がある。

上述した特許文献２では、図７のように分割された表示領域３１１〜３１４は、それぞれ透過率が異なっているために輝度にムラができる。その輝度ムラを改善する目的で、発光領域を複数の領域に分割して、分割された各発光領域の発光強度を異なるようにしている。

特開２００２−３７３７９６号公報（段落「００３４」〜「００４１」、図３。）。

特許第３５８４３５１号公報（段落「００４０」〜「００４２」、図５。）。

上述したように従来のバックライト方式に係わる特許文献１では、スイッチ手段とその駆動手段とをそれぞれ複数個備える場合、駆動手段間の出力に差があると、輝度のバラツキが生じる。しかし、その改善手法については何も開示されていない。

一方、特許文献２では、分割された表示領域は、それぞれ透過率が異なっているために輝度にムラができる。その輝度ムラを改善する目的で、発光領域を複数の領域に分割して、分割された各発光領域の発光強度を異なるようにしている。しかし、分割されたそれぞれの発光領域内での輝度ムラには対応しないので、発光領域内の細部にわたる発光強度に対応させるのは困難である。

本発明の目的は、上述した従来の特許文献に開示されたバックライト方式の課題である発光素子相互間の輝度ムラを解決することにある。すなわち、発光素子（ＬＥＤ）それぞれを駆動する駆動部の能力に差があっても、バックライトの輝度ムラが出来ないように改善した照明装置、液晶表示装置，携帯端末装置およびその制御方法を提供することである。

本発明の照明装置は、複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子の駆動を複数の駆動部で一定周期ごとに交互に切り替える駆動切り替え手段を備えることを特徴とする。

また、前記表示部に１画面を表示する１フレーム期間内に少なくとも１つの消灯期間があり、前記消灯期間内で前記発光素子の駆動を切り替えることができる。

本発明の照明装置は、複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、それぞれの前記発光素子を複数のタイミングの異なる駆動制御信号で交互に切替制御する駆動電流切替手段を備えることを特徴とする。

本発明の照明装置は、複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子を駆動する複数の駆動部と、前記駆動部と前記発光素子との間に設ける複数の電流切替手段と、前記電流切替手段に切替信号を供給する切替信号発生部とを備え、前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記電流切替手段それぞれが複数の前記発光素子と複数の前記駆動部とをそれぞれ交互に切替接続して前記駆動部間の出力差を調整する輝度ムラ軽減機能を有することを特徴とする。

前記出力差が電流量である。

本発明の照明装置は、複数の発光素子の光を表示部の背面から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子を駆動する複数の駆動部と、前記駆動部に切替信号を供給する切替信号発生部とを有し、前記切替信号発生部からの切替信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、前記駆動部それぞれが、対応する複数の前記発光素子を交互に駆動するための複数の電流切替手段をさらに備えることを特徴とする。

また、複数の前記発光素子のそれぞれを、少なくとも２以上の前記駆動部で交互に駆動させる。

さらに、複数の前記発光素子のそれぞれは、点灯状態を保持しながら交互に駆動される。

本発明の照明装置は、複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、 前記複数の発光素子を駆動する複数の駆動部と、 各駆動部からの駆動信号が一定周期ごとに異なる発光素子に供給されるよう切り替える切り替え手段とを含み、 前記切り替え手段により前記複数の発光素子の駆動が前記一定周期ごとほぼ同時に切り替わることを特徴とする。

本発明の携液晶表示装置は、複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子の駆動を複数の駆動部で一定周期ごとに交互に切り替える駆動切り替え手段を備えることを特徴とする。

また、前記駆動切り替え手段が、前記発光素子の駆動切り替えをパルス幅変調（ＰＷＭ）調光における消灯期間で行う。

さらに、前記駆動切り替え手段が、前記発光素子の駆動切り替えを１ラインごとに行う。

さらにまた、前記駆動切り替え手段が、前記発光素子の駆動切り替えを複数ラインごとに行う。

本発明の携帯端末装置は、請求項８から１１のいずれかに記載の表示装置を備えていることを特徴とする。

本発明の照明装置の制御方法は、複数の発光素子の光を表示部の背面から透過させるバックライト方式の照明装置の制御方法において、前記発光素子を駆動する複数の駆動部と、前記駆動部と前記発光素子との間に設ける複数の電流切替手段と、前記電流切替手段に切替信号を供給する切替信号発生部とを備え、前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記電流切替手段それぞれが複数の前記発光素子と複数の前記駆動部とをそれぞれ交互に切替接続するステップと、前記切替接続に応じて交互に点灯した前記発光素子の光をセンス手段に検出させ、その検出結果に基づき前記電流切替手段により前記発光素子の発光を切替制御するステップと、を有することを特徴とする。

本発明の照明装置の制御方法は、複数の発光素子の光を表示部の背面から透過させるバックライト方式の照明装置の制御方法において、前記表示部に１画面を表示する１フレーム期間内に少なくとも１つの消灯期間を含む一定周期の信号で駆動するステップと、前記発光素子の駆動を前記消灯期間内で切り替える切り替えステップを有することを特徴とする。

また、予め定める一定の周期で、かつ前記消灯期間内において前記発光素子の駆動を前記電流切替手段が切り替えるステップを有する。

さらに、それぞれの前記発光素子を、複数のタイミングの異なる前記電流切替手段の切替信号に応じ、交互に切り替えて発光素子の駆動部間の出力差を調整するステップを有する。

さらにまた、前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記電流切替手段それぞれが複数の前記発光素子と前記駆動部とを交互に切替接続して前記駆動部間の出力差を調整する輝度ムラ軽減ステップを有する。

また、前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記駆動部それぞれが複数の前記電流切替手段を交互に切替えて前記発光素子に接続して前記駆動部間の出力差を調整するステップを有する。

さらに、前記切替信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記発光素子のそれぞれを、少なくとも２以上の前記駆動部で交互に駆動させるステップを有する。

さらにまた、前記切替信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記発光素子のそれぞれを、点灯状態を保持しながら前記駆動部で交互に駆動させるステップを有する。

本発明の液晶表示装置の制御方法は、請求項１３から２０のいずれかに記載の照明装置の制御方法を含むことを特徴する。

本発明の携帯端末装置の制御方法は、請求項１３から２０のいずれかに記載の照明装置の制御方法を含むことを特徴する。

本発明の照明装置は、１フレーム期間内に少なくとも１つの消灯期間があり、予め定める一定の周期で、かつ消灯期間内において発光素子の駆動を複数の駆動部で交互に切り替える。そのため、１フレームの表示期間内では、切り替えノイズも目立たずノイズ消去回路も必要ない。

また、複数の駆動部で交互に切り替えるので複数の駆動電源の出力電流値にバラツキがあっても、そのバラツキが平均化されるので、輝度ムラを低減することができる。

さらに、バラツキが平均化されるので、ＬＥＤ駆動部の出力電流のバラツキをボリューム等の出力量調整手段を用いて調整する工程が不要になり、製品のコストダウンにも寄与する。

本発明の第１の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における液晶表示装置１の構成図である。

図１を参照すると、液晶表示装置１は、複数の液晶表示素子で構成する液晶表示部１１と、液晶表示素子のバックライト用発光素子を有するＬＥＤ部１２と、光学センサ１３と、光学センサ１３の検出結果に応答しバックライトを制御する照明装置１４とを有する。

すなわち、液晶表示装置１は、液晶表示部１１の背面に配置される発光素子の光を液晶表示部１１から透過させて液晶表示を見やすくするためのバックライト用の発光素子であるＬＥＤ１、ＬＥＤ２を含むＬＥＤ部１２を有する。

また、液晶表示装置１は、液晶表示部１１の画面上からバックライトの明るさを検出する光学センサ１３と、光学センサ１３の検出結果を受けると光学フィードバック制御を行ってＬＥＤ部１２のＬＥＤ１、ＬＥＤ２の発光を制御する照明装置１４と、を有する。

照明装置１４は、ＬＥＤ制御部１５と、ＬＥＤ駆動部１６と、不揮発性メモリ１７とを有する。ここで、不揮発性メモリ１７は、ＬＥＤに対するパルス幅変調ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）値の初期値を格納する。

すなわち、電源投入時に、まずどのようなＰＷＭ値を出力するか、とか、予め設定された色温度で発光させるためのＰＷＭ値などの書き込みおよび読み出しが、ＬＥＤ制御部１５との間で行われる。

ＬＥＤ制御部１５からのＰＷＭ信号は、後述する図３におけるＬＥＤ駆動部１６のＲ出力と同じタイミングであるとし、Ｒ出力と同じ波形でレベル値が異なる波形である。

ＬＥＤ駆動部１６は、ＬＥＤ１駆動部１６１と、ＬＥＤ２駆動部１６２と、駆動切替部１６３とを有する。これらの各ブロックには、ＬＥＤ制御部１５からＰＷＭ信号がそれぞれ共通に与えられる。

ＬＥＤ駆動部１６の構成図を示した図２を参照すると、ここでは、一例として赤色（Ｒ）のＬＥＤを駆動切替えする場合について示してある。

駆動切替部１６３は、ＬＥＤ部１２を駆動するために、ＬＥＤ１−Ｒ１６１ｒからの駆動電流を選択的に切り替えてＬＥＤ１−Ｒに供給するスイッチＳ１を有する。さらに、駆動切替部１６３は、ＬＥＤ２−Ｒ１６２ｒからの駆動電流を選択的に切り替えてＬＥＤ２−Ｒに供給するスイッチＳ２を有する。さらにまた、駆動切替部１６３は、スイッチＳ１、Ｓ２を開閉制御するための切替制御信号を発生する切替信号発生部１６４を有する。

スイッチＳ１は、切替信号発生部１６４による制御の下でＬＥＤ１−Ｒ駆動部１６１ｒが出力する駆動電流をＬＥＤ１−Ｒ（赤色）およびＬＥＤ２−Ｒ（赤色）に交互に出力する。

同様に、スイッチＳ２は、切替信号発生部１６４による制御の下でＬＥＤ２−Ｒ駆動部１６２ｒが出力する駆動電流をＬＥＤ２−Ｒ（赤色）およびＬＥＤ１−Ｒ（赤色）に交互に出力する。

すなわち、スイッチ部Ｓ２は、切替信号発生部１６４からの切替信号によって、選択的に１つの入力電流を２つのスイッチＳ２−１およびＳ２−２を介してそれぞれ対応する出力端子から交互に出力する。

図２と、この第１の実施の形態における動作説明用のタイミングチャートを示した図３とを併せて参照しながら、具体的な動作を説明する。

まずスイッチＳ１−１が論理レベルのハイレベル（以下、オンと称す）、スイッチＳ１−２がロウレベル（以下、オフと称す）、スイッチＳ２−１がオフ、スイッチＳ１−２がオン状態にあるとする。ＬＥＤ１−Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ１に入力された駆動電流（Ｒ出力）は、スイッチＳ１−１、Ｓ１−２にそれぞれ分岐し共通入力として与えられる。このときの駆動電流Ｒ出力の駆動能力をＰ値とする。

タイミングＴ１まではＰＷＭ出力がオン状態にあり、スイッチＳ１−１もオン状態であるからそれに応じてＲ出力がハイレベルのＰ値で第１の出力端子からＬＥＤ１−Ｒを駆動する。

一方、ＬＥＤ２−Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ２に入力されたＲ出力は、スイッチＳ２−１、Ｓ２−２にそれぞれ分岐しスイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。このときの駆動電流Ｒ出力の駆動能力をここではＰ値とは異なるＱ値とする。Ｐ＝Ｑ値でもかまわないが、ここでは異なるものとする。

上述したようにタイミングＴ１まではＰＷＭ出力がオン状態にあり、スイッチＳ２−２もオン状態である。したがってＲ出力がハイレベルのＰ値でスイッチＳ２−２の出力端子からＬＥＤ２−Ｒを駆動する。

次に、タイミングＴ１以降Ｔ３まではＰＷＭ出力がオフ状態にある。この期間内のタイミングＴ２において、スイッチＳ１−１がオフ、スイッチＳ１−２がオン、スイッチＳ２−１がオン、スイッチＳ２−２がオフ状態に切り替わる。

ＬＥＤ１−１Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ１に入力されたＲ出力は、スイッチＳ１−１、Ｓ１−２に共通入力として与えられる。このときの駆動電流Ｒ出力の駆動能力を例えばＰ値を維持しているとする。勿論、本発明ではＰ値が変化してもレベル差解消には問題はない。

スイッチＳ１−２がオン状態に切り替わっているからそれに応じて、タイミングＴ３でＲ出力がハイレベルのＰ値でＳ１−２の出力端子からＬＥＤ２−Ｒを駆動する。

一方、ＬＥＤ２−１Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ２に入力されたＲ出力は、スイッチＳ２−１、Ｓ２−２にそれぞれ分岐しスイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。このときの駆動電流Ｒ出力も駆動能力をＱ値とする。

上述したようにタイミングＴ４まではＰＷＭ出力がオン状態にあり、スイッチＳ２−１もオン状態である。したがってＲ出力がハイレベルのＱ値でスイッチＳ２−１の出力端子からＬＥＤ１−Ｒを駆動する。

上述した切替動作を予め定めるＰＷＭ出力周期に同期して繰り返す。すなわち、スイッチ部Ｓ１、Ｓ２とも、切替信号発生部１６４からの切替信号によって、選択的にそれぞれ１つの入力電流を２つのスイッチＳ１−１およびＳ１−２を介してそれぞれ対応する出力端子から交互に出力する。

あるいは、スイッチＳ２−１およびＳ２−２を介してそれぞれ対応する出力端子から交互に出力する。つまり、１つの駆動部で２つのＬＥＤを交互に駆動し、１つのＬＥＤは２つの駆動部で交互に駆動されることになる。

この切替動作により、駆動能力に差があっても（Ｐ値とＱ値が異なっていても）、それぞれのＬＥＤは速い周期、例えば６００Ｈｚ位であり、ちらつきが目立たないように、フレーム周波数の１０倍位で、Ｐ値とＱ値と交互に駆動する。その結果、駆動能力の差が見えなくなる。スイッチ部Ｓ１、Ｓ２とも、それぞれの内部スイッチでは同時にオンすることは無い。

すなわち、Ｓ１−１とＳ２−２が同じ論理レベルになり、Ｓ１−２とＳ２−１が同じ論理レベルになる。

これらの動作をＲ、Ｇ、Ｂ各色について、フリッカーの見えない周波数で繰り返すことによって、バックライトとして、輝度ムラを減少させることができる。

上述したように、スイッチＳ１、Ｓ２による切替動作を備える本発明特有の駆動切替部１６３は、表示部に１画面を表示する１フレーム期間内に少なくとも１つの消灯期間がある。その消灯期間内で発光素子の駆動を切り替える。フレーム周波数は数１０Ｈｚ、例えば６０Ｈｚとか７０Ｈｚ位であり、ディスプレイの解像度による。すなわち、ＬＥＤ駆動部のＰＷＭ出力が論理レベルのロウレベルになっている期間にスイッチ部Ｓ１、Ｓ２の切り替えを行う動作機能を有する。そのため、駆動切替部１６３を高速に切り替えることによって、輝度を平均化して見えるようにするものである。

したがって、本発明は、複数のＬＥＤ駆動部の間に出力差があっても、ＬＥＤ駆動部の出力を切り替えて出力を平均化することになるので、ＬＥＤ駆動部のバラツキによる輝度ムラを軽減することができる。

また、ＬＥＤ駆動部の出力を輝度計等を用いて調整を行なう必要が無くなるので、コストダウンに寄与する。

次に本発明の第２の実施の形態を説明する。

上述した第１の実施の形態では、ＬＥＤ駆動部の数がＬＥＤ１駆動部１６１，１６２の２個であったが、ＬＥＤ駆動部およびＬＥＤ部１２のＬＥＤがそれぞれ３個以上であっても同様な効果を得ることができることを説明する。

図４は、ＬＥＤ駆動部が３個の場合のＲ（赤色）のＬＥＤを駆動するための駆動切替部１６３のブロック図である。この図４に示したスイッチ部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のオン、オフ状態は、一例として後述する図５におけるタイミングＴ２〜Ｔ５間の状態を示す。

図４を参照すると、第１の実施の形態との相違点は、ＬＤ３−Ｒ駆動部１６３ｒとスイッチ部Ｓ３とＬＥＤ部１２のＬＥＤ３−Ｒとを増設したことである。

すなわち、駆動切替部１６３は、スイッチ部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の３個のスイッチ部と切替信号発生部１６４とから構成され、スイッチ部は１個の入力に対して独立した３個の出力を有している。ＬＥＤ制御部１５からはＰＷＭ信号をＬＥＤ１−Ｒ駆動部１６１ｒ、ＬＥＤ２−Ｒ駆動部１６２ｒ、ＬＥＤ３−Ｒ駆動部１６３ｒそれぞれに共通に与える。

また、切替信号発生部１６４からの切替信号でスイッチ部の中の３個のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３の開閉を交互に制御する。

図４と、この第２の実施の形態における動作説明用のタイミングチャートを示した図５とを併せて参照しながら、具体的な動作を説明する。

スイッチ部Ｓ１のスイッチＳ１−１、Ｓ１−２、Ｓ１−３は、それぞれ、独立に互いに重なることなくオンするようにＰＷＭ信号に同期して切替信号発生部１６４から制御する。

同様に、スイッチ部Ｓ２，Ｓ３についても、それぞれ、独立に互いに重なることなくオンするように制御する。また、スイッチ部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の中の同番号のスイッチ、例えば、Ｓ１−１とＳ１−２とＳ１−３とが２つ以上、同時にオンすることがないように制御する。

まず、タイミングＴ１まではＰＷＭ出力がオン状態にあり、スイッチ部Ｓ１では、スイッチＳ１−１がオン、それ以外のスイッチＳ１−２、Ｓ１−３がオフである。スイッチ部Ｓ２では、スイッチＳ２−２がオン、それ以外のスイッチＳ２−１、Ｓ２−３がオフである。スイッチ部Ｓ３では、スイッチＳ３−３がオン、それ以外のスイッチＳ３−１、Ｓ３−２がオフである。

スイッチＳ１−１がオン状態にあるから、ＬＥＤ１−Ｒ駆動部１６１ｒからスイッチ部Ｓ１に入力された駆動電流（Ｒ出力）は、スイッチＳ１−１〜Ｓ１−３にそれぞれ分岐し共通入力として与えられる。このときの駆動電流Ｒ出力の駆動能力をＲ値とする。

スイッチＳ１−１もオン状態であるからそれに応じてＲ出力がハイレベルのＲ値でＳ１−１の出力端子からＬＥＤ１−Ｒを駆動する。

一方、ＬＥＤ２−Ｒ駆動部１６２ｒからスイッチ部Ｓ２に入力されたＲ出力は、スイッチＳ２−１〜Ｓ２−３にそれぞれ分岐し、スイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。このときの駆動電流Ｒ出力の駆動能力をここではＲ値とは異なるＳ値とする。Ｒ＝Ｓ値でもかまわないが、ここでは異なるものとする。

タイミングＴ１まではＰＷＭ出力がオン状態にあり、スイッチＳ２−２もオン状態であるからそれに応じてＲ出力がハイレベルのＲ値でＳ２−２の出力端子からＬＥＤ２−Ｒを駆動する。

他方、ＬＥＤ３−Ｒ駆動部１６３ｒからスイッチ部Ｓ３に入力されたＲ出力は、スイッチＳ３−１〜Ｓ３−３にそれぞれ分岐し、スイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。このときの駆動電流Ｒ出力の駆動能力をここではＳ値とは異なるＴ値とする。Ｒ＝Ｓ＝Ｔ値でもかまわないが、ここではそれぞれ異なるものとする。

タイミングＴ１まではＰＷＭ出力がオン状態にあり、スイッチＳ３−３もオン状態であるからそれに応じてＲ出力がハイレベルのＲ値でＳ３−３の出力端子からＬＥＤ３−Ｒを駆動する。

次に、タイミングＴ１以降Ｔ３まではＰＷＭ出力がオフ状態にある。この期間内のタイミングＴ２において、スイッチＳ１−１がオンからオフ、スイッチＳ１−２がオフからオンに切り替わり、スイッチＳ１−３がオフを維持する。

スイッチＳ２−１がオフを維持し、スイッチＳ２−２がオンからオフ、スイッチＳ２−３がオフからオンに切り替わる。

スイッチＳ３−１がオフからオン、スイッチＳ３−２がオフを維持し、スイッチＳ３−３がオンからオフに切り替わる。

タイミングＴ３以降Ｔ４まではＰＷＭ出力がオン状態にある。ＬＥＤ１−１Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ１に入力されたＲ出力は、スイッチＳ１−１、Ｓ１−２に共通入力として与えられる。

スイッチＳ１−２がオン状態に切り替わっているからそれに応じて、タイミングＴ３でＲ出力がハイレベルのＰ値でＳ１−２の出力端子からＬＥＤ２−Ｒを駆動する。

一方、ＬＥＤ２−１Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ２に入力されたＲ出力は、スイッチＳ２−１、Ｓ２−２、Ｓ２−３にそれぞれ分岐しスイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。

スイッチＳ２−３がオン状態に切り替わっているからそれに応じて、タイミングＴ３でＲ出力がハイレベルのＰ値でＳ２−３の出力端子からＬＥＤ３−Ｒを駆動する。

他方、ＬＥＤ３−１Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ３に入力されたＲ出力は、スイッチＳ３−１、Ｓ３−２、Ｓ３−３にそれぞれ分岐しスイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。

スイッチＳ３−１がオン状態に切り替わっているからそれに応じて、タイミングＴ３でＲ出力がハイレベルのＰ値でＳ３−１の出力端子からＬＥＤ１−Ｒを駆動する。

タイミングＴ４〜Ｔ６まではＰＷＭ出力がオフ状態にある。この期間内のタイミングＴ５において、スイッチＳ１−１がオフを維持、スイッチＳ１−２がオンからオフ、スイッチＳ１−３がオフからオンに切り替わる。

スイッチＳ２−１がオフからオン、スイッチＳ２−２がオフを維持、スイッチＳ２−３がオンからオフに切り替わる。

スイッチＳ３−２がオンからオフ、スイッチＳ３−２がオフからオン、スイッチＳ３−３がオフを維持する。

タイミングＴ６以降Ｔ７まではＰＷＭ出力がオン状態にある。ＬＥＤ１−Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ１に入力されたＲ出力は、スイッチＳ１−１、Ｓ１−２、Ｓ１−３に共通入力として与えられる。

スイッチＳ１−３がオン状態に切り替わっているからそれに応じて、タイミングＴ６でＲ出力がハイレベルのＰ値でＳ１−３の出力端子からＬＥＤ３−Ｒを駆動する。

一方、ＬＥＤ２−Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ２に入力されたＲ出力は、スイッチＳ２−１、Ｓ２−２、Ｓ２−３にそれぞれ分岐しスイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。

スイッチＳ２−１がオン状態に切り替わっているからそれに応じて、タイミングＴ６でＲ出力がハイレベルのＰ値でＳ２−１の出力端子からＬＥＤ１−Ｒを駆動する。

他方、ＬＥＤ３−Ｒ駆動部からスイッチ部Ｓ３に入力されたＲ出力は、スイッチＳ３−１、Ｓ３−２、Ｓ３−３にそれぞれ分岐しスイッチＳ１部同様に共通入力として与えられる。

スイッチＳ３−２がオン状態に切り替わっているからそれに応じて、タイミングＴ６でＲ出力がハイレベルのＰ値でＳ３−２の出力端子からＬＥＤ２−Ｒを駆動する。

上述した切替動作を予め定めるＰＷＭ出力周期に同期して繰り返す。

この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

すなわち、スイッチ部Ｓ１〜Ｓ３とも、切替信号発生部１６４からの切替信号によって、選択的にそれぞれ１つの入力電流を３つのスイッチＳ１−１〜Ｓ１−３、Ｓ２−１〜Ｓ２−３、Ｓ３−１〜Ｓ３−３を介してそれぞれ対応する出力端子から交互に出力する。

つまり、１つの駆動部からみると、３つのＬＥＤを交互に駆動し、１つのＬＥＤからみると３つの駆動部で交互に駆動されることになる。

この切替動作により、駆動能力に差があっても（Ｒ値とＳ値とＴ値が異なっていても）、それぞれのＬＥＤは速い周期でＲ値とＳ値とＴ値と交互に駆動されるので、その差が見えなくなる。

従って、ＬＥＤ駆動部の数がｎ個の場合、１入力ｎ出力のスイッチ部がｎ個あれば、本発明の実施の形態は構成できる。

なお、上述した第１、第２の実施の形態においては半導体スイッチの構成を前提として述べているが、半導体リレー等を用いて構成することも可能であることは明らかである。

さらに、液晶表示装置の画面表示の際に本発明を適用して、ＰＷＭ調光のとき１ラインごとに駆動部における駆動電流の切り替えを行なえばよい。すなわち、１ラインが切り替えの最小単位であり、ＰＷＭ信号のオフ期間において適当な電流を切り替える時間があるので、画面が均一になるという点では、最も効果がある。

また、液晶表示装置の画面表示の際に本発明を適用する他の例として、画面用ブリンキングバックライトのとき複数ラインごとに駆動部における駆動電流の切り替えを行なえばよい。すなわち、大画面等で複数のＬＥＤ用電源を持っている場合にも、上述した本発明を適用すれば、画面が均一になり、電流量のバラツキによる輝度ムラが減少する。

液晶表示画面を備える携帯端末装置においても、複数のＬＥＤ用の駆動電源を備える場合には、上述した本発明を適用すれば、画面が均一になり、電流量のバラツキによる輝度ムラが減少する。

本発明の活用例として、駆動部出力の切り替えを１ラインごとに行うＰＷＭ調光を用いる液晶表示装置、駆動部出力の切り替えを複数ラインごとに行う動画用ブリンキングバックライトを行う大画面用液晶表示装置、あるいは、駆動用電源を複数持つ携帯端末装置にも適用できる。

本発明の照明装置を搭載する液晶表示装置の構成図である。 本発明の照明装置におけるＬＥＤ駆動部の第１の実施の形態の構成図である。 第１の実施の形態における動作説明用のタイミングチャートである。 第２の実施の形態のＬＥＤ駆動部が３個の場合のＲ（赤色）のＬＥＤを駆動するための駆動切替部１６３のブロック図である。 第２の実施の形態における動作説明用のタイミングチャートである。 従来のバックライト方式に係わる一例の構成図である。 従来のバックライト方式に係わる発光領域、ＬＥＤアレイ及び液晶パネルの表示領域の分割状態を示す模式図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１１ 液晶表示部
１２ ＬＥＤ部
１３ 光学センサ
１４ 照明装置
１５ ＬＥＤ制御部
１６ ＬＥＤ駆動部
１７ 不揮発性メモリ
１６１ ＬＥＤ１駆動部
１６２ ＬＥＤ２駆動部
１６３ 駆動切替部
１６４切替信号発生部
１６１ｒ ＬＥＤ１−Ｒ駆動部
１６２ｒ ＬＥＤ２−Ｒ駆動部
１６３ｒ ＬＥＤ３−Ｒ駆動部

Claims (24)

1. 複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子の駆動を複数の駆動部で一定周期ごとに交互に切り替える駆動切り替え手段であって、前記複数の発光素子のうちの一つの発光素子を駆動する前記複数の駆動部のうちの一つの駆動部を一定周期ごとに他の駆動部に切り替える駆動切り替え手段を備えることを特徴とする照明装置。
2. 前記表示部に１画面を表示する１フレーム期間内に少なくとも１つの消灯期間があり、前記消灯期間内で前記発光素子の駆動を切り替える請求項１記載の照明装置。
3. 複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、それぞれの前記発光素子を複数のタイミングの異なる駆動制御信号で交互に切替制御する駆動電流切替手段であって、前記複数の発光素子のうちの一つの発光素子に電流を供給する複数の駆動部のうちの一つの駆動部を一定周期ごとに他の駆動部に切り替える駆動電流切替手段を備えることを特徴とする照明装置。
4. 複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子を駆動する複数の駆動部と、前記駆動部と前記発光素子との間に設ける複数の電流切替手段と、前記電流切替手段に切替信号を供給する切替信号発生部とを備え、前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記電流切替手段それぞれが前記複数の発光素子のうちの一つの発光素子を駆動する前記複数の駆動部のうちの一つの駆動部を前記一つの駆動部とは異なる駆動部に切り替えるよう交互に切替接続して前記駆動部間の出力差を調整する輝度ムラ軽減機能を有することを特徴とする照明装置。
5. 前記出力差が電流量である請求項４記載の照明装置。
6. 複数の発光素子の光を表示部の背面から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子を駆動する複数の駆動部と、前記駆動部に切替信号を供給する切替信号発生部とを有し、前記切替信号発生部からの切替信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、前記駆動部それぞれが、前記複数の発光素子のうちの一つの発光素子から前記一つの発光素子とは異なる発光素子へ交互に切り替えながら駆動するための複数の電流切替手段をさらに備えることを特徴とする照明装置。
7. 複数の前記発光素子のそれぞれを、少なくとも２以上の前記駆動部で交互に駆動させる請求項１、３、４または６記載の照明装置。
8. 複数の前記発光素子のそれぞれは、点灯状態を保持しながら交互に駆動される請求項７記載の照明装置。
9. 複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、
   前記複数の発光素子を駆動する複数の駆動部と、
   各駆動部からの駆動信号が一定周期ごとに前記複数の発光素子のうちの一つの発光素子から前記一つの発光素子とは異なる発光素子に供給されるよう切り替える切り替え手段とを含み、
   前記切り替え手段により前記複数の発光素子の駆動が前記一定周期ごとほぼ同時に切り替わることを特徴とする照明装置。
10. 複数の発光素子の光を表示部から透過させるバックライト方式の照明装置において、前記発光素子の駆動を複数の駆動部で一定周期ごとに交互に切り替える駆動切り替え手段であって、前記複数の発光素子のうちの一つの発光素子を駆動する前記複数の駆動部のうちの一つの駆動部を一定周期ごとに他の駆動部に切り替える駆動切り替え手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
11. 前記駆動切り替え手段が、前記発光素子の駆動切り替えをパルス幅変調（ＰＷＭ）調光における消灯期間で行う請求項１０記載の液晶表示装置。
12. 前記駆動切り替え手段が、前記発光素子の駆動切り替えを１ラインごとに行う請求項８記載の液晶表示装置。
13. 前記駆動切り替え手段が、前記発光素子の駆動切り替えを複数ラインごとに行う請求項１０記載の液晶表示装置。
14. 請求項１０から１３のいずれかに記載の表示装置を備えていることを特徴とする携帯端末装置。
15. 複数の発光素子の光を表示部の背面から透過させるバックライト方式の照明装置の制御方法において、前記発光素子を駆動する複数の駆動部と、前記駆動部と前記発光素子との間に設ける複数の電流切替手段と、前記電流切替手段に切替信号を供給する切替信号発生部とを備え、前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記電流切替手段それぞれが前記複数の発光素子のうちの一つの発光素子を駆動する前記複数の駆動部のうちの一つの駆動部を前記一つの駆動部とは異なる駆動部に切り替えるよう交互に切替接続するステップと、前記切替接続に応じて交互に点灯した前記発光素子の光をセンス手段に検出させ、その検出結果に基づき前記電流切替手段により前記発光素子の発光を切替制御するステップと、を有することを特徴とする照明装置の制御方法。
16. 複数の発光素子の光を表示部の背面から透過させるバックライト方式の照明装置の制御方法において、前記複数の発光素子の一つの発光素子は複数の駆動部のうちの一つの駆動部を前記一つの駆動部とは異なる駆動部に一定周期ごとに切り替えながら交互に駆動され、
    前記表示部に１画面を表示する１フレーム期間内に少なくとも１つの消灯期間を含む一定周期の信号で駆動するステップと、前記発光素子の駆動を前記消灯期間内で切り替える切り替えステップを有することを特徴とする照明装置の制御方法。
17. 予め定める一定の周期で、かつ前記消灯期間内において前記発光素子の駆動を前記電流切替手段が切り替えるステップを有する請求項１５記載の照明装置の制御方法。
18. それぞれの前記発光素子を、複数のタイミングの異なる前記電流切替手段の切替信号に応じ、交互に切り替えて発光素子の駆動部間の出力差を調整するステップを有する請求項１５記載の照明装置の制御方法。
19. 前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記電流切替手段それぞれが複数の前記発光素子と前記駆動部とを交互に切替接続して前記駆動部間の出力差を調整する輝度ムラ軽減ステップを有する請求項１５記載の照明装置の制御方法。
20. 前記制御信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記駆動部それぞれが複数の前記電流切替手段を交互に切替えて前記発光素子に接続して前記駆動部間の出力差を調整するステップを有する請求項１５記載の照明装置の制御方法。
21. 前記切替信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記発光素子のそれぞれを、少なくとも２以上の前記駆動部で交互に駆動させるステップを有する請求項１５記載の照明装置の制御方法。
22. 前記切替信号の非アクティブレベルからアクティブレベルへの変化に応じて、複数の前記発光素子のそれぞれを、点灯状態を保持しながら前記駆動部で交互に駆動させるステップを有する請求項１５記載の照明装置の制御方法。
23. 請求項１５から２２のいずれかに記載の照明装置の制御方法を含むことを特徴する液晶表示装置の制御方法。
24. 請求項１５から２２のいずれかに記載の照明装置の制御方法を含むことを特徴する携帯端末装置の制御方法。

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