JP2001312241A - 光変調情報表示装置および照明制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命特性、輝度特性、温度特性および消費電
力特性に優れ、高品位の動画表示を行うことができる光
変調情報表示装置を得る。 【解決手段】 液晶パネル１を複数の水平走査ラインを
含む表示分割領域に分割し、各表示分割領域毎に対応し
て、導光層２と蛍光管３、４とを備えた照明制御装置を
点灯分割領域に分割する。走査が進行または完了した表
示分割領域に対応する点灯分割領域で蛍光管３を全面点
灯させ、走査が行われていない表示分割領域に対応する
点灯分割領域で蛍光管４の一部分のみを点灯させるか、
微弱放電を維持させるか、または一部分の放電を維持さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の透過、吸収、
遮断、反射状態または反射方向を可変制御すること等に
より情報の表示を行う光変調情報表示装置、および液晶
表示部等の光変調情報表示部の背面または前面に設けら
れる照明装置を制御する照明制御装置に関し、特に、消
費電力および動画表示品位の向上を図り、信頼性を高め
ることができる光変調情報表示装置および照明制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在実用化されている光変調情報表示装
置の一例である透過型液晶表示装置において、特に２０
型以上の大型動画表示用途のものとしては、表示の均一
性を高めるために、直下型バックライト制御装置を用い
たものが一般的である。

【０００３】直下型バックライト制御装置は、図１３に
示すように、照明光を光変調情報表示部１に導く導光層
２の直下に照明装置（蛍光管）３、１４を設けたもので
あり、光変調情報表示装置自体の奥行きは厚くなるが、
蛍光管本数の増加に伴って厚さが増すことはない。ま
た、直下型バックライト制御装置は、蛍光管の本数およ
び配置方法の自由度の点で、サイド型バックライト制御
装置に比べて効果的である。

【０００４】一方、サイド型バックライト制御装置は、
図１４に示すように、照明光を光変調情報表示部１１に
導く導光層１２の側面の片側または両側に、蛍光管１６
とその光照射方向を導光層１２側に向けるためのランプ
リフレクタ１６ａを設けたものである。大型動画表示用
途の表示装置に、このサイド型バックライトを用いた場
合には、輝度の向上および輝度ムラの改善のために、片
側または両側のランプリフレクタ内に設ける蛍光管の本
数を増やす手法が一般的に採用されている。この場合、
蛍光管の本数に比例して表示装置自体の大きさが増す。

【０００５】上記バックライト制御装置は、インバータ
回路に直流定格電圧を入力し、放電開始時には圧電トラ
ンスにより高い昇圧比を得て蛍光管の放電を開始させ、
放電が開始して蛍光管のインピーダンスが低下した後は
巻線トランスにより安定した電圧を得て蛍光管の点灯を
継続させることで、常時点灯制御されている。

【０００６】このようなバックライト制御装置の消費電
力を改善するために、従来、以下のような対策が考案さ
れている。例えば特開昭６２−１８４９９０号公報（株
式会社日立製作所）では、「バックライトとして表示画
面を満たす面積分にわたって線型蛍光ランプを並べ、こ
のランプを順序良く連続的に３０Ｈｚ以上で点滅させ
る」手法を採用している。また、特開平３−１９８０２
６号公報（株式会社日立製作所）では、「バックライト
を複数の領域に分割し、各分割部分を観別的に点滅およ
び／または輝度制御が可能に設ける」手法を採用してい
る。さらに、特開平１１−２９７４８５号公報（ソニー
株式会社）では、「映像信号のブランキング期間ではイ
ンバータ回路を非動作状態にして、バックライト用蛍光
管を消灯させる」手法を採用している。

【０００７】図１３を用いて、上記従来の照明制御装置
（バックライト制御装置）の動作を説明すると、導光層
２が複数に分割され、その背面に導光層２の分割領域毎
に蛍光管３、１４が設けられている。この蛍光管３、１
４は、各分割領域単位で個別または同時に点滅可能（ま
たは輝度調整可能）になっている。なお、蛍光管３（白
色の部分）は点灯している（または高輝度状態の）蛍光
管を示し、蛍光管１４（黒色の部分）は消灯している
（または低輝度状態の）蛍光管を示している。

【０００８】これらの従来技術に共通している点は、全
蛍光管を同時に点灯させるのではなく、表示装置の映像
信号に基づいて、個別に照明装置（蛍光管）を消灯／点
灯制御可能とするか、または調光（明／暗制御）可能と
することにより、消費電力を改善していることである。

【０００９】ところで、動画表示の際の表示品位につい
ては、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の
ようなインパルス型発光表示方式を採らないホールド型
発光表示方式において、視線追尾試験により輪郭ボケ等
の表示ボケが生じることが知られている。

【００１０】図１５（ａ）に、ホールド型発光表示方式
について、視線追尾結果を示す。この図において、縦軸
の時間軸は１フレーム期間の１／６０ｓｅｃである。こ
の方式では、１フレーム期間に照明装置が常時点灯して
いるため、視線が点線に沿った軌跡で表示の移動に追従
し、この点線間の輝度積分値および位置関係に応じて画
像が網膜上に出現する。このため、観察者が正規の階調
表示（黒色で示す部分）を捕らえることができずに、輪
郭の前後の階調値（ドットで示す部分）が合成された画
像として捕らえ、この部分がいわゆる輪郭ボケになる。

【００１１】このような表示ボケを改善するための技術
の１つとして、１フレーム期間内に照明装置の点灯期間
と非点灯期間とを設けることで、ＣＲＴのようなインパ
ルス型発光表示方式を実現するという手法がある。

【００１２】図１５（ｂ）に、照明装置の１フレーム期
間を点灯期間と非点灯期間で構成した場合の視線追尾結
果を示す。この方式では、フレーム遷移時に、視線の輪
郭位置への追従線（点線）上に隣合う画素の階調成分が
関与しないため、網膜上に輪郭ボケとなる画像が生じな
いことになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の照明制
御装置において、蛍光管を常時点灯状態にしているもの
には、以下のような問題がある。第１に、光変調情報表
示装置の一例である液晶表示装置では、他の表示装置
（ＣＲＴやＰＤＰ等）に比べた際に利点となっていた消
費電力が増加してしまう。第２に、蛍光管本数が増加、
密集しているため、蛍光管で発生する温度が上昇してし
まう。第３に、液晶材料に依存する応答速度に関連し
て、高速動画表示を行った際に輪郭ボケを始めとする表
示ボケや残像現象が著しい。

【００１４】また、蛍光管の消灯／点灯を繰り返す従来
の手法では、消費電力の改善には繋がるが、蛍光管寿命
の面では不利になる。これは、蛍光管が消灯（ｏｆｆ）
から点灯（ｏｎ）に移行する瞬間に、蛍光管点灯制御回
路であるインバータ回路において、アンダーシュートの
ようなインパルスノイズが付加され、瞬間的な電位差が
インバータ回路の定格入力電圧値を越えてしまうためで
ある。このため、蛍光管において放電開始電圧および放
電開始電流として過剰成分が印加され、蛍光管の電極部
で電子打ち出し量が増加してスパッタ状態が活発にな
り、蛍光体の黒化や電極の劣化等が著しくなって、蛍光
管の寿命が短くなってしまう。

【００１５】さらに、蛍光管の輝度制御により明／暗状
態を繰り返す調光方式では、２０％から３０％の消費電
力改善に留まるのが現状（実測値）である。また、この
手法では、蛍光管を密集させて敷き詰めた場合に温度上
昇が著しく、その高温が液晶パネルに伝わることによっ
て表示のコントラストが低下し、表示品位および信頼性
が損なわれてしまう等の問題がある。

【００１６】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、消費電力の低減および動
画表示品位の向上を図ると共に、照明装置の寿命を向上
し、温度上昇による表示品位や信頼性の低下を防ぐこと
ができる光変調情報表示装置および照明制御装置を提供
することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の照明制御装置
は、少なくとも１つの放電発光型の照明装置を備え、該
照明装置を制御する照明制御装置であって、該照明装置
に対して、該照明装置を全面点灯させる全面点灯電圧を
印加する期間と、該照明装置の一部分のみを点灯させる
部分点灯電圧を印加する期間とを有し、そのことにより
上記目的が達成される。

【００１８】本発明の照明制御装置は、少なくとも１つ
の放電発光型の照明装置を備え、該照明装置を制御する
照明制御装置であって、該照明装置に対して、該照明装
置を全面点灯させる全面点灯電圧を印加する期間と、該
照明装置の微弱放電を維持させるか、または該照明装置
の一部分の放電を維持させる維持放電電圧を印加する期
間とを有し、そのことにより上記目的が達成される。

【００１９】本発明の光変調情報表示装置は、本発明の
照明制御装置と、光変調情報表示部とを備え、該光変調
情報表示部により該照明制御装置からの光の透過、吸
収、遮断、反射状態または反射方向を制御して、情報の
表示を行い、そのことにより上記目的が達成される。

【００２０】前記照明装置の寸法が、前記光変調情報表
示部の有効表示範囲の寸法、および該光変調情報表示部
の前面もしくは背面に設けられた導光層の寸法よりも長
く、該光変調情報表示部の有効表示範囲および該導光層
よりも外側に突出した該照明装置部分を、一部分点灯さ
せる箇所とするか、微弱放電を維持させる箇所とする
か、または一部放電を維持させる箇所とするのが好まし
い。

【００２１】前記光変調情報表示部は、複数の水平走査
ラインを含む複数の表示分割領域に分割され、１つの表
示分割領域毎に対応して、前記照明制御装置に少なくと
も１つの点灯分割領域が設けられると共に、各点灯分割
領域に少なくとも１つの照明装置が設けられ、走査が進
行または完了した表示分割領域に対応する点灯分割領域
で照明装置を全面点灯させ、走査が行われていない表示
分割領域に対応する点灯分割領域で照明装置の一部分の
みを点灯させるか、微弱放電を維持させるか、または一
部分の放電を維持させる点灯状態制御部を有し、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００２２】前記光変調情報表示部は、複数の水平走査
ラインを含む複数の表示分割領域に分割され、１つの表
示分割領域毎に対応して、前記照明制御装置に少なくと
も１つの点灯分割領域が設けられると共に、各点灯分割
領域に少なくとも１つの照明装置が設けられ、走査が進
行または完了した後、該光変調情報表示部に設けられた
光スイッチング素子および光変調材料の応答期間分だけ
遅延させて、表示分割領域に対応する点灯分割領域で照
明装置を全面点灯させ、走査が行われていない表示分割
領域に対応する点灯分割領域で照明装置の一部分のみを
点灯させるか、微弱放電を維持させるか、または一部分
の放電を維持させる点灯状態制御部を有し、そのことに
より上記目的が達成される。

【００２３】前記光変調情報表示部に印加される１フレ
ーム間の情報表示信号に基づいて、全面点灯電圧印加期
間と、部分点灯電圧または維持放電電圧印加期間とを有
する前記照明装置の点灯制御信号を作成し、該全面点灯
電圧印加期間には少なくとも１つの照明装置が全面点灯
し、部分点灯電圧または維持放電電圧印加期間には少な
くとも１つの照明装置の一部分のみを点灯させるか、微
弱放電を維持させるか、または一部分の放電を維持させ
る点灯状態制御部を有し、そのことにより上記目的が達
成される。

【００２４】前記照明装置の寸法が、前記光変調情報表
示部の有効表示範囲の寸法、および該光変調情報表示部
の前面もしくは背面に設けられた導光層の寸法よりも長
く、該光変調情報表示部の有効表示範囲および該導光層
よりも外側に突出した該照明装置部分の背面もしくは全
面に該照明装置を駆動制御する点灯制御部を設けるのが
好ましい。

【００２５】以下に、本発明の作用について説明する。

【００２６】本発明にあっては、照明制御装置が、照明
装置を全面点灯させる全面点灯電圧を印加する期間と、
照明装置の一部分のみを点灯させる部分点灯電圧を印加
する期間とを有するか、または、照明装置を全面点灯さ
せる全面点灯電圧を印加する期間と、照明装置の微弱放
電を維持させるか、もしくは照明装置の一部分の放電を
維持させる維持放電電圧（非点灯電圧）を印加する期間
とを有するため、後述する実施形態１および実施形態２
に示すように、照明装置である蛍光管が完全に消灯しな
い。よって、消灯／点灯を繰り返す従来技術と比べて、
放電開始時における過剰電圧成分を低減して蛍光管内部
での電子打ち込み数を制御し、電極劣化やインバータ回
路の破壊を防いで寿命特性を向上させることが可能であ
る。また、部分点灯、微弱放電維持または部分放電箇所
では、点灯または放電が常時行われているため、電極付
近の温度を安定させて、最適輝度が得られる電極温度を
得ることが可能である。さらに、明／暗状態を繰り返す
調光方式を採用した従来技術に比べて、蛍光管を密に配
置した際の温度上昇が少なく、表示品位や信頼性の低下
を防ぐことが可能であり、消費電力の低電力化を図るこ
とも可能である。例えば、蛍光管の両端の放電電極であ
る第１電極および第２電極に加えて蛍光管の中心部に第
３の電極を設けた構成等では、第１電極と第２電極で放
電を行わせる場合を全面放電と称し、第１電極と第３電
極で放電を行わせる場合を部分放電と称する。なお、微
弱放電（タウンゼント放電）も照明装置の一部で行われ
る。

【００２７】さらに、照明装置の寸法を、光変調情報表
示部の有効表示範囲の寸法、および光変調情報表示部の
前面もしくは背面に設けた導光層の寸法よりも長くし
て、その光変調情報表示部の有効表示範囲および導光層
よりも外側に突出した照明装置部分で、上記部分点灯、
微弱放電維持または部分放電を行わせることにより、蛍
光管が部分点灯（または放電）している部分から導光層
や光変調情報表示部の有効表示範囲に照明が到達せず、
非表示箇所における光漏れが発生しない。よって、明／
暗状態を繰り返す調光方式を採用した従来技術に比べ
て、表示画質を向上させることが可能である。

【００２８】光変調情報表示部を、複数の水平走査ライ
ンを含む複数の表示分割領域に分割し、１つの表示分割
領域毎に対応して、照明制御装置に少なくとも１つの点
灯分割領域を設けて各点灯分割領域に少なくとも１つの
照明装置を設け、走査が進行または完了した表示分割領
域に対応する点灯分割領域で照明装置を全面点灯させ、
走査が行われていない表示分割領域に対応する点灯分割
領域で照明装置の一部分のみを点灯させるか、微弱放電
を維持させるか、または一部分の放電を維持させる点灯
状態制御部を設けることで、光変調情報表示部の情報表
示箇所と非情報表示箇所を制御して、視線追尾による輪
郭ボケや残像現象等の表示ボケを防いで良好な動画表示
画面を得ることが可能である。さらに、走査が進行また
は完了した後、光変調情報表示部に設けられた光スイッ
チング素子および光変調材料の応答期間分だけ遅延させ
て、表示分割領域に対応する点灯分割領域で照明装置を
全面点灯させ、走査が行われていない表示分割領域に対
応する点灯分割領域で照明装置の一部分のみを点灯させ
るか、微弱放電を維持させるか、または一部分の放電を
維持させる点灯状態制御部を設けることで、光スイッチ
ング素子および光変調材料の応答遅延による表示ボケを
減少して、良好な動画表示画面を得ることが可能であ
る。この場合、例えば、１つの表示分割領域に対して点
灯分割領域を２つ設けてもよい。

【００２９】点灯状態制御部は、光変調情報表示部に印
加される１フレーム間の情報表示信号に基づいて、全面
点灯電圧印加期間と、部分点灯電圧または維持放電電圧
印加期間とを有する照明装置の点灯制御信号を作成し、
全面点灯電圧印加期間には少なくとも１つの照明装置が
全面点灯し、部分点灯電圧または維持放電電圧印加期間
には少なくとも１つの照明装置の一部分のみを点灯させ
るか、微弱放電を維持させるか、または一部分の放電を
維持させることが可能である。このことにより、視線追
従により表われる表示ボケを改善するための従来の照明
装置において、点滅制御である完全ＯＦＦ（消灯）と完
全ＯＮ（全面放電）を繰り返す際に生じる放電開始電圧
の印加回数の増加を防ぐことができるので、照明装置
（蛍光管）の寿命の極端な低下を防ぐことが可能であ
る。

【００３０】さらに、照明装置の寸法を、光変調情報表
示部の有効表示範囲の寸法、および光変調情報表示部の
前面もしくは背面に設けた導光層の寸法よりも長くし
て、その光変調情報表示部の有効表示範囲および導光層
よりも外側に突出した照明装置部分の背面もしくは全面
に照明装置を駆動制御する点灯制御部を設けることによ
り、光変調情報表示装置全体の構造の拡大を防ぐことが
可能である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００３２】（実施形態１）図１は実施形態１の光変調
情報表示装置の概略構成を示す上面図である。

【００３３】この光変調情報表示装置は、光変調情報表
示部１の背面に、照明光を光変調情報表示部１に導く導
光層２の直下に照明装置３、４を設けた照明制御装置
（直下型バックライト制御装置）を有している。本実施
形態では、光変調情報表示部１には光スイッチング素子
としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有する液晶パネル
を用い、導光層２としては無色のアクリル板を用い、そ
の出射側に拡散シートおよびプリズムシートを設けた。
照明装置３、４には蛍光管を用い、その点灯制御装置と
しては自励式インバータ回路を用いた。

【００３４】蛍光管３、４としては、導光層２の長辺側
の寸法３５０ｍｍに対して５０ｍｍ長い、蛍光管長が４
００ｍｍのものを用い、導光層２から蛍光管３、４が突
出した部分Ａの一部で蛍光管を点灯させた。なお、蛍光
管３は全点灯状態の蛍光管を示し、蛍光管４は部分点灯
状態の蛍光管を示し、蛍光管４の黒色の部分は非点灯状
態の部分、白色の部分は点灯（部分点灯）している部分
を示す。

【００３５】図１１に、上記導光層２から蛍光管３、４
が突出した部分Ａの一部で蛍光管を点灯させるべく、イ
ンバータ入力電圧を設定するためにインバータ入力電圧
／入力電流と蛍光管の発光状態の関係を求めた結果を示
す。この図１１においては、インバータ回路の定格入力
電圧値Ｖｃｃ［Ｖ］を１００％とし、そのときの入力電
流値Ｉｃｃ［ｍＡ］を１００％としてグラフを作成し
た。このとき、導光層２から蛍光管３、４が突出した部
分Ａのみで点灯する入力電圧値をα［Ｖ］とすると、本
実施形態におけるインバータ入力電圧は、αからＶｃｃ
に遷移する所定の周波数成分を有する矩形波となる。こ
のＶｃｃは蛍光管を全面点灯させるのに必要な電圧であ
り、適宜設定することができる。また、矩形波の周波数
は、点灯期間と非点灯（部分点灯、部分放電または維持
放電）期間の切り替え間隔によって設定される。

【００３６】なお、蛍光管３、４の一部Ａの箇所で蛍光
管上に蛍光体を設けた場合には部分点灯が得られ、設け
ない場合には部分点灯状態の代わりに、微弱放電または
部分放電状態を得ることができる。

【００３７】さらに、図２に示すように、上記導光層２
から蛍光管３、４が突出した部分Ａの背面または全面に
点灯制御装置（インバータ）５を設けることにより、照
明装置を導光層から突出させても、光変調情報表示装置
全体が拡大するのを防ぐことができる。

【００３８】図３は、本実施形態の光変調情報表示装置
および照明制御装置の駆動機構を説明するためのブロッ
ク図である。

【００３９】上記光変調情報表示部１に入力される情報
表示信号のうち、クロック信号（ＣＬＫ）、水平同期信
号（Ｈ）および垂直同期信号（Ｖ）等を分岐したもの
と、照明装置駆動電圧として点灯制御回路（インバータ
回路）の定格入力電圧（Ｖｃｃ）および部分点灯用電圧
（α）とを、点灯駆動波形形成部（点灯状態制御部）２
３に入力する。

【００４０】点灯駆動波形形成部２３では、クロック信
号（ＣＬＫ）を基準として、水平同期信号（Ｈ）と垂直
同期信号（Ｖ）とから、照明装置駆動電圧を出力する出
力箇所（ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎ）の判定と、出力電圧パル
ス成形および出力タイミングの設定を行う。

【００４１】出力箇所（ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎ）の判定
は、水平同期信号（Ｈ）の駆動中のカウント数をＨｃ、
全水平走査ライン数をＨｌｉｎｅ、表示分割領域または
点灯分割領域数、照明装置数およびインバータ回路数を
同値ｎ（１以上の整数）とすると、 （ｐ−１）／ｎ ≦ Ｈｃ／Ｈｌｉｎｅ ≦ ｐ／ｎ ・・・（１） （但し、ｐ＝１、２、３、・・・、ｎの整数である）に
より行うことができる。上記関係式（１）から求められ
た出力箇所（ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎ）において、出力波形
（出力電圧パルス）は接地電位（ＧＮＤ）からインバー
タ回路の定格入力電圧（Ｖｃｃ）に遷移する所定の周波
数成分を有する矩形波である。なお、本実施形態ではα
［Ｖ］をｏｆｆｓｅｔとして入力するため、α［Ｖ］を
印加した場合のインバータ回路の定格電圧の値はＶｃｃ
−α［Ｖ］（αからＶｃｃに遷移する矩形波）となる。

【００４２】この出力箇所（ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎ）から
出力されたパルス電圧は、各々蛍光管（ＣＣＦＬ１〜Ｃ
ＣＦＬｎ）２１を点灯制御する点灯制御回路（インバー
タ回路部１〜ｎ）２２に入力され、各蛍光管が点灯制御
される。

【００４３】図４に、本実施形態における光変調情報表
示部の走査期間と、照明装置（バックライト）の点灯期
間とのタイミング図を示す。

【００４４】表示画面を構成する期間である１フレーム
期間に水平同期信号（Ｈ）および垂直同期信号（Ｖ）か
ら画面走査期間が設定される。この図４では、水平走査
ラインが時間の経過と共に順次、画面のＴＯＰ ＬＩＮ
Ｅから画面のＢＯＴＴＯＭＬＩＮＥに移行している。

【００４５】そして、光変調情報表示部のある表示分割
領域に走査信号が印加された後、予め点灯駆動波形形成
部でディレイ回路等により液晶材料の応答期間分の遅延
を設定しておき、その後で、その表示分割領域に対応す
る点灯分割領域のインバータ回路を駆動するパルス電圧
を出力する。例えば図４に示すように、ある水平ライン
群（ある表示分割領域内）の走査が完了したら、液晶の
応答遅延分を考慮してある蛍光管（ある点灯分割領域）
を点灯させる。これを次の領域、・・・と繰り返す。こ
れにより、上記関係式（１）によって点灯させるべき点
灯分割領域の蛍光管を、バックライト点灯期間に駆動さ
せることができる。この図４では、階段状の網掛け部分
がバックライト点灯期間であり、走査箇所と同様に、時
間の経過と共に点灯分割領域単位で順次、画面のＴＯＰ
ＬＩＮＥから画面のＢＯＴＴＯＭ ＬＩＮＥに移行し
ている。

【００４６】なお、バックライト点灯期間以外の期間
（部分点灯分割領域）は、図１に示す蛍光管４の白色で
示した部分、即ち、光変調情報表示部１の有効表示範囲
外の部分Ａで部分点灯を行わせて、有効表示範囲内では
消灯時の輝度値と同等にする。

【００４７】なお、本実施形態において、各点灯分割領
域には少なくとも１つの照明装置が設けられていればよ
く、２本でも３本でも蛍光管を設けてもよい。また、１
つの表示分割領域毎に２つ以上の点灯分割領域を設けて
もよい。

【００４８】（実施形態２）図５は実施形態２の光変調
情報表示装置の概略構成を示す上面図である。

【００４９】この光変調情報表示装置は、光変調情報表
示部１１の背面に、照明光を光変調情報表示部１１に導
く導光層１２の側面に照明装置（蛍光管）６とその光照
射方向を導光層１２側に向けるためのランプリフレクタ
６ａを設けた照明制御装置（サイド型バックライト制御
装置）を有している。本実施形態では、光変調情報表示
部１１の水平走査ラインに対して垂直に照明装置を配置
しているが、水平走査ラインに対して平行に配置しても
よい。

【００５０】蛍光管としては、光変調情報表示部１１の
有効表示範囲および導光層１２の短辺側の寸法よりも長
いものを用い、光変調情報表示部１１の有効表示範囲お
よび導光層１２から蛍光管が突出した部分Ｂで蛍光管を
点灯させた。なお、蛍光管の黒色の部分は点灯状態また
は非点灯状態に制御する部分、白色の部分は常時点灯
（部分点灯）させる部分を示す。

【００５１】本実施形態でも、蛍光管の点灯制御は、図
３に示したような回路構成により実現することができ
る。但し、この場合には、蛍光管の点灯タイミングは実
施形態１と異なり、ＣＬＫ、Ｈ、Ｖまたはフレーム周波
数から全画面走査が完了したことを検知し、駆動波形形
成後から複数のインバータ回路に一斉に（液晶の遅延分
を遅らせて）インバータ回路のＯＮ波形を出力させる。

【００５２】図６に、本実施形態における光変調情報表
示部の走査期間と、照明装置（バックライト）の点灯期
間とのタイミング図を示す。

【００５３】ここでは、点灯分割領域を設けた実施形態
１とは異なり、表示画面の全走査期間が完了してから、
液晶材料の応答期間分だけ遅延させた後、蛍光管に駆動
波形を印加する。これにより、図６に網掛け部分で示す
バックライト点灯期間に、照明装置として配置された全
蛍光管を一斉に点灯させる。

【００５４】なお、バックライト点灯期間以外の期間
（部分点灯期間）には、図５に示す蛍光管の白色で示し
た部分、即ち、光変調情報表示部１の有効表示範囲外で
部分点灯を行わせて、有効表示範囲に光を導く導光板１
２に接する蛍光管の黒色で示した部分は消灯時の輝度値
と同等にする。

【００５５】上記実施形態１で説明したように、本発明
の光変調情報表示装置および照明制御装置は、水平同期
信号（Ｈ）のカウント数（Ｈｃ）と点灯分割領域数
（ｎ）に基づいた関係式から、表示分割領域に対応する
点灯分割領域において、光スイッチング素子および光変
調材料の応答期間を考慮して複数の照明装置を順次点灯
させることができる。または、実施形態２で説明したよ
うに、走査期間完了後、光スイッチング素子および光変
調材料の応答期間を考慮して複数の照明装置を同時に点
灯させることができる。

【００５６】上記照明装置の部分点灯／点灯を制御する
に当たって、非点灯期間（部分点灯期間）または非点灯
分割領域（部分点灯分割領域）において、導光層から突
出した照明装置の一部を点灯させることにより、実施形
態１および実施形態２共に、無駄な消費電力を省くと同
時に寿命および信頼性の良好な照明装置を得ることがで
きた。

【００５７】まず、照明装置を部分点灯／点灯させる制
御方式を用いることにより、以下のように、蛍光管およ
びインバータ回路の寿命改善効果が得られた。

【００５８】図７に従来の消灯／点灯を繰り返す制御方
式における蛍光管印加波形を示し、図８にそのときのイ
ンバータ入力波形を示す。

【００５９】従来の消灯／点灯を繰り返す制御方式で
は、消灯から点灯に移行する際に蛍光管内部が高インピ
ーダンスになっていることによりインバータ回路の圧電
トランス部で昇圧させる動作を行っているため、放電開
始時に過大電圧および過大電流を印加することになる。
これに加えて、電源性能等の原因により、放電開始時に
インバータ入力電圧にアンダーシュートのようなインパ
ルスノイズが付加され、事実上、瞬間的にインバータ回
路の定格入力電圧値以上の電位差が印加される。これに
より、照明装置の寿命が短くなってしまう。特に、上記
過大電圧および過大電流の発生は、開閉型のスイッチに
より蛍光間を消灯／点灯制御する際に顕著に表れる。そ
して、この放電開始時の過大電圧が蛍光管電極部の劣
化、電極部近くの蛍光体上への電子スパッタによる黒化
を顕著に引き起こしてしまう。

【００６０】これに対して、図９に実施形態１および実
施形態２における部分点灯／点灯を繰り返す制御方式に
おける蛍光管印加波形を示し、図１０にそのときのイン
バータ入力波形を示す。

【００６１】ここでは、蛍光管に印加された点灯時の電
位はフラット化され、瞬間的な過大電圧が発生していな
いことが分かる。また、このときのインバータ入力波形
は、アンダーシュートノイズが低減されており、定格電
圧値以下の印加状態であることが明確であり、蛍光管お
よびインバータ回路への過大電圧成分を改善することが
できる。

【００６２】次に、（１）照明装置の部分点灯／点灯さ
せる制御方式を用い、（２）蛍光管長を導光層寸法およ
び光変調情報表示部の有効表示範囲の寸法よりも長く設
計配置して、この導光層および光変調情報表示部の有効
表示範囲よりも突出した部分（図５にＢで示す箇所）、
即ち、有効表示範囲外において、点灯分割領域毎に点灯
期間以外の期間には部分点灯または維持放電（微弱放
電）もしくは部分放電を行い、（３）各点灯分割領域で
水平同期信号、垂直同期信号およびクロック信号等の情
報表示信号を基に個別に点灯状態を制御することによ
り、以下のように輝度向上および消費電力向上効果が得
られた。

【００６３】下記表１に、従来の消灯／点灯を繰り返す
制御方式における光学特性（０［Ｖ］−Ｖｃｃ点滅時）
と、本発明の照明制御装置（α［Ｖ］−Ｖｃｃ点滅時）
により得られる光学特性を示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】この表１に示すように、本発明では、従来
の制御方式に比べて３％程度の輝度向上が見られる。な
お、非表示（部分点灯、維持放電または部分放電）期間
または非表示（部分点灯、維持放電または部分放電）分
割領域での輝度は、各々、０．０１［％］以下であり、
点灯時の輝度向上分には関与していないことを確認して
いる。このような輝度向上の要因としては、上述した図
８と図１０との比較から、消灯／点灯を繰り返す従来の
制御方式における電圧立ち上がり特性（０％から９０
％）が７００ｓｅｃであるのに対して、部分点灯／点灯
を繰り返す本発明の実施形態では４００ｓｅｃであるこ
とが考えられる。すなわち、部分点灯時にｏｆｆｓｅｔ
的な印加を行うことで、立ち上がり期間が短縮されるた
めに、この部分の照射積分値が輝度向上分として現れて
いる。なお、ここで、立ち上がり期間の短縮とは、立ち
上がり傾きが急峻になったということではなく、単に０
［Ｖ］からα［Ｖ］へ遷移する分の期間が削除されたこ
とを示している。

【００６６】図１１に、照明装置への印加波形として６
０Ｈｚ矩形波を設定した際の蛍光管の印加電圧と印加電
流との関係および消費電力特性を示す。

【００６７】電圧値を基にして蛍光管の点灯状態を示す
と、０［％］から１５［％］では蛍光管は点灯せず、消
灯状態である。そして、１５［％］を過ぎたところで高
電圧電極側から部分点灯状態となり、この部分では消費
電力の上昇傾きが緩やかであることが分かる。さらに、
電圧値が６０［％］になると蛍光管は全面発光状態にな
り、以後、電圧値を高くすることで管面が高輝度になる
状態であり、この全面点灯区間では消費電力の上昇傾き
が急峻であることが分かる。

【００６８】この結果を基にして蛍光管１本当たりの消
費電力を求めると、常時点灯時の消費電力を１００
［％］として、部分点灯／点灯を繰り返す本発明の実施
形態では蛍光管１本当たりの消費電力は５０．９［％］
であった。これに対して、消灯／点灯を繰り返す従来の
制御方式では蛍光管１本当たりの消費電力は５０．０
［％］であり、調光（明／暗）制御方式では６２．９
［％］であり、本発明は従来技術に対して消費電力面で
優位性が見られた。なお、消費電力の計算は、部分点灯
／点灯を制御する際には部分点灯状態での電圧値を全面
点灯が可能な最小電圧値の２５［％］とし、調光（明／
暗）制御時には暗状態の電圧値を全面点灯が可能な最小
電圧値の６０［％］とした。

【００６９】以上の結果を、下記表２にまとめた。これ
は、照明装置への印加波形として６０Ｈｚ矩形波を設定
した場合について、消灯／点灯を繰り返す従来の制御方
式、従来の調光（明／暗）制御方式、および部分点灯／
点灯を繰り返す本発明の実施形態について、消費電力、
寿命、表示特性等を比較したものである。

【００７０】

【表２】

【００７１】この表２に示すように、部分点灯／点灯を
繰り返す本発明の照明制御装置は、寿命、消費電力およ
び表示特性の点から、有効であることがわかる。

【００７２】上記輝度の向上については完全ＯＦＦ−Ｏ
Ｎに比べて高いのは明白であるが、低消費電力化につい
ては以下のように考えられる。図１２（ａ）に示すよう
に、現状の技術である走査速度６０Ｈｚでは蛍光管は常
時点灯しているが、本実施形態では、図１２（ｂ）に示
すように例えば倍速駆動（走査速度１２０Ｈｚ）により
走査して最初の１２０Ｈｚの期間は蛍光管を点灯せず、
次の１２０Ｈｚの期間で蛍光管を点灯させることによ
り、１フレーム（６０Ｈｚ）間で半分だけ蛍光管が点灯
していることになり、消費電力が１／２になる。従っ
て、低消費電力化につながるのである。

【００７３】なお、上記実施形態では部分点灯／点灯の
制御方式を主として説明したが、微弱放電／点灯の制御
方式、または部分放電／点灯の制御方式でも同様の特性
を得ることができる。

【００７４】さらに、光の透過状態を可変制御すること
により情報の表示を行う透過型の光変調情報表示装置に
ついて説明したが、本発明はこれに限られず、光変調情
報表示部により照明制御装置からの光の吸収、遮断、反
射状態または反射方向を可変制御する光変調情報表示装
置についても適用可能である。光変調材料についても、
液晶に限られない。さらに、導光層を光変調情報表示部
の背面に設けたバックライト制御装置について説明した
が、導光層を光変調情報表示部の前面に設けたフロント
ライト制御装置についても本発明は適用可能である。こ
の場合には、実施形態２のような点灯タイミングを用い
るのが好ましい。但し、プロジェクションにおいて、反
射型液晶素子からなる光バルブを用いた場合には、上記
実施形態１のように点灯走査を行う照明制御装置も使用
可能である。本発明の光変調情報装置の具体例として
は、例えば、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装
置、ＤＭＤやメカニカルなシャッター素子等が挙げられ
る。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
照明装置である蛍光管が完全に消灯していないため、消
灯／点灯を繰り返し制御する従来技術と比べて、放電開
始時における過剰電圧成分を低減して蛍光管内部での電
子打ち込み数を制御することができる。よって、明／暗
状態を制御する調光方式の従来技術と同様の寿命特性を
得ることができる。

【００７６】輝度特性については、照明装置である蛍光
管の非点灯期間（部分点灯、微弱放電または部分放電）
中に各点灯分割領域で光漏れが起こらず、また、輪郭ボ
ケ等の画像ボケや残像現象が生じないので、明／暗状態
を制御する兆候方式の従来技術に比べて良好な表示画質
を得ることができる。また、部分点灯の際に、蛍光管の
部分点灯している部分の照明が導光層および光変調情報
表示部の有効表示範囲に到達しないので、非表示箇所に
おける光抜けが生じず、動画表示を高画質にすることが
できる。

【００７７】温度特性については、照明装置である蛍光
管の部分点灯、微弱放電維持または部分放電箇所では、
点灯または放電が常時行われている。よって、消灯／点
灯を繰り返し制御する従来技術のように、電極温度の暖
まりが不安定であるために最適な放電特性、すなわち最
大輝度が得られる電極温度または周囲温度まで到達でき
ないという状態を改善することができる。また、明／暗
状態を繰り返す調光方式の従来技術では、蛍光管電極の
温度上昇が常時発光制御方式に順じており、蛍光管を密
に配置した場合に電極温度または周囲温度の上がりすぎ
により輝度低下を招くおそれがあるが、本発明ではこの
状態を改善することができる。

【００７８】消費電力特性については、照明装置である
蛍光管を点灯制御するインバータに単純に６０ｋＨｚの
矩形波を入力した場合を考えると、明／暗状態を繰り返
す調光方式の従来技術では２０［％］から３０［％］程
度の低電力化であるのに対して、本発明の光変調情報表
示装置および照明制御装置では、消灯／点灯を繰り返し
制御する従来技術と同様に、５０［％］程度の低電力化
が可能となる。

【００７９】従って、本発明によれば、寿命、信頼性、
最適電極温度安定性を維持すると共に、低消費電力化を
促進し、動画高品位表示を行うことが可能な光変調情報
表示装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の光変調情報表示装置について、液
晶パネルと導光層と蛍光管の位置関係を示す上面図であ
る。

【図２】実施形態１の光変調情報表示装置について、液
晶パネルと導光層と蛍光管およびインバータの位置関係
を示す上面図である。

【図３】実施形態１の光変調情報表示装置および照明制
御装置について、駆動機構を説明するためのブロック図
である。

【図４】実施形態１の光変調情報表示装置について、分
割領域走査型点灯方式の基本動作原理を説明するための
タイミング図である。

【図５】実施形態２の光変調情報表示装置について、液
晶パネルと導光層と蛍光管の位置関係を示す上面図であ
る。

【図６】実施形態２の光変調情報表示装置について、表
示画面全面フラッシュ型点灯方式の基本動作原理を説明
するためのタイミング図である。

【図７】消灯／点灯を繰り返す従来の制御方式における
蛍光管印加波形を示す図である。

【図８】消灯／点灯を繰り返す従来の制御方式における
インバータ印加波形を示す図である。

【図９】本発明の実施形態における蛍光管印加波形を示
す図である。

【図１０】本発明の実施形態におけるインバータ印加波
形を示す図である。

【図１１】照明装置への印加波形として６０Ｈｚ矩形波
を設定した場合について、蛍光管の印加電圧と印加電流
との関係および消費電力特性を示す図である。

【図１２】（ａ）は従来の光変調情報表示装置における
蛍光管の点灯状態を示す図であり、（ｂ）は実施形態２
の光変調情報表示装置における蛍光管の点灯状態を示す
図である。

【図１３】従来の直下型バックライト制御装置を備えた
液晶表示装置の概略構成を示す図である。

【図１４】従来のサイド型バックライト制御装置を備え
た液晶表示装置の概略構成を示す図である。

【図１５】（ａ）は照明装置の１フレーム期間の成分が
点灯期間のみである場合について、動画表示画像の視線
追尾結果を示す図であり、（ｂ）は照明装置の１フレー
ム期間の成分が点灯期間と非点灯期間とからなる場合に
ついて、動画表示画像の視線追尾結果を示す図である。

【符号の説明】

１、１１ 光変調情報表示部 ２、１２ 導光層 ３ 全点灯状態の蛍光管 ４ 部分点灯状態の蛍光管 ５ 点灯制御装置 ６ 部分点灯仕様の蛍光管 ６ａ、１６ａ リフレクタ １４ 全消灯または調光状態の蛍光管 １６ 全消灯または調光仕様の蛍光管 ２１ 蛍光管 ２２ インバータ回路部 ２３ 駆動波形形成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｖ 3/36 3/36 Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｈ Ｆターム(参考） 2H093 NC16 NC34 NC42 ND01 ND08 ND39 ND47 NE06 3K073 AA03 AA16 AA62 CE06 CE10 CE13 CG44 CJ16 CL10 CL14 CM07 CM08 5C006 AF69 AF78 BB11 EA01 FA47 5C080 AA10 BB05 DD01 DD07 DD26 EE19 FF09 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 5G435 AA03 AA12 AA16 BB03 BB12 BB15 EE26 FF08 GG24 GG26

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの放電発光型の照明装置
   を備え、該照明装置を制御する照明制御装置であって、 該照明装置に対して、 該照明装置を全面点灯させる全面点灯電圧を印加する期
   間と、 該照明装置の一部分のみを点灯させる部分点灯電圧を印
   加する期間とを有する照明制御装置。
2. 【請求項２】 少なくとも１つの放電発光型の照明装置
   を備え、該照明装置を制御する照明制御装置であって、 該照明装置に対して、 該照明装置を全面点灯させる全面点灯電圧を印加する期
   間と、 該照明装置の微弱放電を維持させるか、または該照明装
   置の一部分の放電を維持させる維持放電電圧を印加する
   期間とを有する照明制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の照明制
   御装置と、光変調情報表示部とを備え、該光変調情報表
   示部により該照明制御装置からの光の透過、吸収、遮
   断、反射状態または反射方向を制御して、情報の表示を
   行う光変調情報表示装置。
4. 【請求項４】 前記照明装置の寸法が、前記光変調情報
   表示部の有効表示範囲の寸法、および該光変調情報表示
   部の前面もしくは背面に設けられた導光層の寸法よりも
   長く、該光変調情報表示部の有効表示範囲および該導光
   層よりも外側に突出した該照明装置部分を、一部分点灯
   させる箇所とするか、微弱放電を維持させる箇所とする
   か、または一部放電を維持させる箇所とする請求項３に
   記載の光変調情報表示装置。
5. 【請求項５】 前記光変調情報表示部は、複数の水平走
   査ラインを含む複数の表示分割領域に分割され、１つの
   表示分割領域毎に対応して前記照明制御装置に少なくと
   も１つの点灯分割領域が設けられると共に、各点灯分割
   領域に少なくとも１つの照明装置が設けられ、走査が進
   行または完了した表示分割領域に対応する点灯分割領域
   で照明装置を全面点灯させ、走査が行われていない表示
   分割領域に対応する点灯分割領域で照明装置の一部分の
   みを点灯させるか、微弱放電を維持させるか、または一
   部分の放電を維持させる点灯状態制御部を有する請求項
   ３または請求項４に記載の光変調情報表示装置。
6. 【請求項６】 前記光変調情報表示部は、複数の水平走
   査ラインを含む複数の表示分割領域に分割され、１つの
   表示分割領域毎に対応して、前記照明制御装置に少なく
   とも１つの点灯分割領域が設けられると共に、各点灯分
   割領域に少なくとも１つの照明装置が設けられ、走査が
   進行または完了した後、該光変調情報表示部に設けられ
   た光スイッチング素子および光変調材料の応答期間分だ
   け遅延させて、表示分割領域に対応する点灯分割領域で
   照明装置を全面点灯させ、走査が行われていない表示分
   割領域に対応する点灯分割領域で照明装置の一部分のみ
   を点灯させるか、微弱放電を維持させるか、または一部
   分の放電を維持させる点灯状態制御部を有する請求項３
   または請求項４に記載の光変調情報表示装置。
7. 【請求項７】 前記光変調情報表示部に印加される１フ
   レーム間の情報表示信号に基づいて、全面点灯電圧印加
   期間と、部分点灯電圧または維持放電電圧印加期間とを
   有する前記照明装置の点灯制御信号を作成し、該全面点
   灯電圧印加期間には少なくとも１つの照明装置が全面点
   灯し、部分点灯電圧または維持放電電圧印加期間には少
   なくとも１つの照明装置の一部分のみを点灯させるか、
   微弱放電を維持させるか、または一部分の放電を維持さ
   せる点灯状態制御部を有する請求項３または請求項４に
   記載の光変調情報表示装置。
8. 【請求項８】 前記照明装置の寸法が、前記光変調情報
   表示部の有効表示範囲の寸法、および該光変調情報表示
   部の前面もしくは背面に設けられた導光層の寸法よりも
   長く、該光変調情報表示部の有効表示範囲および該導光
   層よりも外側に突出した該照明装置部分の背面もしくは
   全面に該照明装置を駆動制御する点灯制御部を設けた請
   求項５乃至請求項７のいずれかに記載の光変調情報表示
   装置。