JP6009170B2

JP6009170B2 - 映像表示装置

Info

Publication number: JP6009170B2
Application number: JP2012023700A
Authority: JP
Inventors: 尚司大塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: JP2013160968A

Description

この発明は、多数の映像表示ユニットを配列して任意の大きさの映像表示面を構成する映像表示装置に係り、特に、スイッチング型の電源部から発生する騒音（特に呻き音）を軽減させることができる平面型の映像表示装置に関する。

従来の多数の映像表示ユニットを配列して組み合わせることにより任意の大きさの映像表示面を構成する映像表示装置は、多数の映像表示ユニットを用いている。
ここで、映像表示ユニットは、映像表示装置の外形を構成する筐体表面に固定され、個別または複数の映像表示部に対して一つの電源と表示制御部を設けており、映像表示装置の一部を構成するものである。
従来の映像表示装置の制御部は、映像を表示する際には、１つのフィールドを時間的に複数の領域（サブフィールド）に分割して表示を行っていた。
フィールドを時間的に複数の領域に分割して表示を行う理由は、再撮像対策やフリッカ対策のためである。

大型の映像表示装置、特に、野球場やサッカー競技場など各種競技場で使用される大型の映像表示装置においては、テレビ（ＴＶ）カメラやスチルカメラなどで撮影する「再撮像」と呼ばれる状況に置かれることが通常である。テレビ中継や報道カメラなどで、実際の競技シーンと同時にＴＶカメラやスチルカメラなどで撮影した画像が映しこまれることが日常的に行われており、これは「再撮像」と呼ばれている。
その際に、通常のテレビと同様に１／６０Ｓのフィールドレートの制御で映像を表示していると、多くの場合は人間が知覚している表示とは大きく異なった画像が撮影される。
これは、カメラのシャッター開口時間が１／６０Ｓ（Ｓ：秒）よりも短い時間、具体的には１／１００Ｓや１／２００Ｓ程度に設定されていることが多く、フィールド制御の表示シーケンス中の一部だけを取り込んでしまうため、階調表現が正常に取り込めないためである。

１／６０Ｓのシャッター開口時間では、被写体の動きに起因する「映像のブレ」が発生する。そのため、映像のブレを抑える目的やその他の理由により、シャッター開口時間は１／６０Ｓ以下の１／１００Ｓなどが選ばれている。
そこで、大型の映像表示装置では、フィールドレートが１／６０Ｓのフィールドを複数のサブフィールドに時間的に分割して、各サブフィールドで映像表示を完結させる表示制御を行っている。
例えば１６等分割では、映像の更新レート周波数は、１／６０Ｓの１／１６つまり１／９６０Ｓとなる。１／１００Ｓのシャッター開口時間では、概ね約１０サブフィールド、１／２００Ｓのシャッター開口時間でも概ね約５サブフィールドが含まれる。

この程度の枚数のフィールド画像を取り込んだカメラによる撮影画像は、人間の知覚映像と同様の画像となり、再撮像を行った静止画像／動画像とともに、視聴に耐えうる画像品質となる。
このように、競技場などで使用される大型の映像表示装置において、サブフィールド駆動は必須の条件とも言える。
また、高精度かつ多階調の点灯制御を行うために、ＰＷＭ制御が採用されていることが多い。
高精度なＰＷＭ制御を行う場合、サブフィールドの駆動波形はサブフィールド時間に比較して十分に急峻な遷移時間である必要がある。

特開２００２−３２０４９号公報（特許第４６４１３３４号公報）

特開２００２−３２０４９号公報に記載されている従来の画像表示装置のサブフィールド分割においては、時間的に均等に分割する方法を採用していた。これはタイミング制御の容易さや、フリッカ抑制の効果を考慮しての選択であるが、これにより電源騒音が大きくなるという問題が発生していた。これは、次のような理由による。
大型の映像表示装置においては、発熱の軽減や重量の増大を避ける観点から、高効率かつ軽量な電源を採用する必要があり、スイッチング電源（ＳＷ電源）と呼ばれる電源装置を採用している。このＳＷ電源の出力部には、コイルLとコンデンサCからなるＬＣ平滑フィルタを搭載する必要がある。

あるサブフィールドが開始されて点灯制御が始まると、表示素子（例えば、ＬＥＤ）の駆動電流が流れ始め、点灯制御が終わると電流が止まる。この駆動電流の流れ始めと終りの時間遷移は急峻であるため、コイルやコンデンサは、急峻な電流変化による磁歪効果や電圧変化による歪が発生する。この歪がコイルやコンデンサを搭載した基板に伝達されるなどして空気の振動となり、騒音が発生する。
サブフィールドがフィールドを等分割している場合、その分割数は８や１６などが使われている。１フィールドを１６分割とした場合は、1フィールドは１／６０Ｓであるので１サブフィールドは１／９６０Ｓとなる。
１サブフィールドが１／９６０Ｓの場合、サブフィールドの周期は概ね１Ｋｈｚの周期性があり、約１Ｋｈｚの周期性のある振動が発生することになる。
そこから３倍高調波や５倍、７倍高調波が発生するため、数Ｋｈｚの可聴周波数域での振動による騒音の音量が大きくなるという問題が有った。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、サブフィールド内での点灯開始のタイミングをランダムにずらすことにより、各サブフィールドにおいて電源部のコイルやコンデンサに印加する電流パルスの周期性を弱めてコイルやコンデンサの振動周期の周期性を弱め、電源部のコイルやコンデンサの振動に起因して発生する騒音を抑制することができる映像表示装置を提供する目的とする。

この発明に係る映像表示装置は、それぞれのフィールドが複数のサブフィールドを有する映像表示装置であって、複数の表示素子を配置して映像データの映像表示を行う映像表示部と、前記各サブフィールドを形成する時間幅を表わすサブフィールド形成時間領域と、前記サブフィールド形成時間領域が移動可能な時間幅を表わすサブフィールド時間枠とを設け、前記サブフィールド形成時間領域が前記サブフィールド時間枠を突き抜けないようにして、前記複数の表示素子の点灯制御を行う点灯制御部と、映像コントローラから前記映像データを受信しこの映像データを前記点灯制御部に伝送する映像受信部と、前記複数の表示素子を一定の点灯強度で駆動する駆動回路と、前記映像表示部および前記駆動回路に電力を供給する駆動用電力供給部と、前記点灯制御部および前記映像受信部に電力を供給する制御用電力供給部とを備え、前記点灯制御部は、前記サブフィールド時間枠の時間幅をα、前記サブフィールド形成時間領域の時間幅をβ、前記サブフィールド時間枠に対する前記サブフィールド形成時間領域の最大遅延時間をγとしたとき、α≧γ＋βとし、前記サブフィールド形成時間領域を前記サブフィールド時間枠の枠内でランダムに移動させて映像表示を行うものである。
また、この発明に係る別の映像表示装置は、それぞれのフィールドが複数のサブフィールドを有する映像表示装置であって、複数の表示素子を配置して映像データの映像表示を行う映像表示部と、前記各サブフィールドを形成する時間幅を表わすサブフィールド形成時間領域と、前記サブフィールド形成時間領域が移動可能な時間幅を表わすサブフィールド時間枠とを設け、前記サブフィールド形成時間領域が前記サブフィールド時間枠を突き抜けないようにして、前記複数の表示素子の点灯制御を行う点灯制御部と、映像コントローラから前記映像データを受信しこの映像データを前記点灯制御部に伝送する映像受信部と、前記点灯制御部からの制御により前記複数の表示素子の点灯強度を変えることができる駆動回路と、前記映像表示部および前記駆動回路に電力を供給する駆動用電力供給部と、前記点灯制御部および前記映像受信部に電力を供給する制御用電力供給部とを備え、前記点灯制御部は、前記サブフィールド形成時間領域の中心位置を前記サブフィールド時間枠の中心に固定して前記サブフィールド形成時間領域の時間幅を前記サブフィールド時間枠の枠内でランダムに変化させ、かつ、前記サブフィールド形成時間領域の時間幅に応じて前記サブフィールドごとの点灯強度を一定に保つように、前記単位時間当りの点灯強度を補正して映像表示を行うものである。

この発明によれば、ＳＷ電源である駆動回路から出力される表示素子の駆動電流波形の周期性が弱まり、駆動電流によって発生する騒音の周期性が弱まる。
そのため、騒音のスペクトラムが分散されるので、人間が知覚する騒音レベルの低減を図ることができる。

実施の形態１による映像表示装置の構成を示す図である。実施の形態１で行われる点灯制御を模式的に示した図である。実施の形態１におけるサブフィールド時間枠とサブフィールド形成時間領域の関係を説明するための図である。実施の形態２による映像表示装置の構成を概念的に示す図である。実施の形態２におけるサブフィールド時間枠とサブフィールド形成時間領域の関係を説明するための図である。実施の形態２で行われる点灯制御を模式的に示した図である。実施の形態３におけるサブフィールド時間枠とサブフィールド形成時間領域の関係を説明するための図である。実施の形態３で行われる点灯制御を模式的に示した図である。実施の形態４におけるフィールドとサブフィールドの関係を説明するための図である。実施の形態５におけるフィールドとサブフィールドの関係を説明するための図である。実施の形態６におけるフィールドとサブフィールドの関係を説明するための図である。

以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による映像表示装置の構成を概念的に示す図である。
図１において、１００は映像コントローラ、２００は映像表示ユニットである。
映像表示ユニット２００は、多数の表示素子（例えばＬＥＤ）によって映像表示を行う映像表示部２０１、映像表示部２０１を一定の駆動強度で駆動するＳＷ電源である駆動回路２０２、映像表示部２０１および駆動回路２０２に電力を供給する駆動用電力供給部２０３、駆動回路２０２を制御する点灯制御部２０４、映像コントローラ１００から送られた映像データを受信する映像受信部２０５、点灯制御部２０４および映像受信部２０５に電力を供給する制御用電力供給部２０６で構成されている。

なお、図１では、１つの映像表示ユニット２００のみを示しているが、実際には多数の映像表示ユニット２００が平面状に配列されて映像表示装置の映像表示面が構成されている。
また、各映像表示ユニット２００は、映像コントローラ１００から送出される映像データを受信する。
なお、映像コントローラ１００は、外部から映像データを受信し、映像の階調データを点灯制御部２０４での制御に適した状態に処理し、映像表示ユニット２００の映像受信部２０５に送信する。
映像受信部２０５は、映像コントローラ１００から受信した映像データを点灯制御部２０４に送出する。点灯制御部２０４は、映像の階調データに沿って階調を再現するように制御する。

図２は、実施の形態１で行われる点灯制御を模式的に示した図である。
図２に示すように、実施の形態１による映像表示装置は、サブフィールド時間枠２０の内部にランダムに開始点が設定されるサブフィールド形成時間領域２１を有して点灯制御されている。ここで、サブフィールド時間枠２０とは、サブフィールド形成時間領域２１が移動可能な領域のことである。サブフィールド時間枠２０よりも時間的に短いサブフィールド形成時間領域２１は、サブフィールド時間枠２０内での開始点をランダムに設定して点灯制御を開始している。
この際、サブフィールド形成時間領域２１が最も遅く開始する場合でも、サブフィールド時間枠２０を突き抜けないような時間幅関係で設定されている。

サブフィールド形成時間領域２１がサブフィールド時間枠２０を突き抜けてしまうと、階調制御を行っているパルス幅の制御が正常に行われない状態となる。点灯パルス幅が想定値と異なる値となると、正常な階調制御を行えなくなる状態が発生する。
ここで、「最も遅い開始点でもサブフィールド時間枠２０を突き抜けないような時間幅関係」とは、サブフィールド時間枠２０の時間幅をα、サブフィールド形成時間領域２１の時間幅をβ、点灯制御開始の最大遅延時間をγとすると、“ α ≧ γ ＋ β ”で示される時間関係のことである。

図２では、５段階のステップでサブフィールド形成時間領域開始点の制御を行っている場合を示している。
図２において、２２はサブフィールド形成時間領域２１の移動ステップ、Ｔ１は点灯制御開始時間（すなわち、サブフィールド形成時間領域２１の開始時間）、Ｔ２は点灯制御終了時間（すなわち、サブフィールド形成時間領域２１の終了時間）である。
なお、図２（ａ）はサブフィールド形成時間領域２１の開始時間Ｔ１が移動ステップの５段目の場合（最大遅延時の場合）を示しており、図２（ｂ）はサブフィールド形成時間領域２１の開始時間Ｔ１が移動ステップの３段目の場合を示している。

実施の形態１では、サブフィールド形成時間領域２１の点灯制御開始時間Ｔ１のランダムな制御により、サブフィールド開始点から次のサブフィールド開始点までの時間間隔が一定でなくなる。
そのため、各サブフィールドにおいて、スイッチング電源である駆動回路２０２のコイルやコンデンサに印加する電流パルスの周期性が弱くなって、コイルやコンデンサの振動に起因して発生する騒音の周期性が弱まるので、人間が知覚する騒音レベルが低下する。
なお、この例では、サブフィールド形成時間領域２１の移動ステップ制御を５段階で行う場合を示しているが、サブフィールド形成時間領域２１の移動ステップは５段階に限定されるものではない。

サブフィールド形成時間領域２１がサブフィールド時間枠２０に占める割合は、騒音抑制とサブブランク期間(サブフィールド間のブランキング期間、すなわち不点灯期間)の増大による発光効率低下との関係から騒音抑制の要求度に応じて設定される。
騒音抑制を大きく行うためには、サブフィールド形成時間領域２１を短くし、サブフィールド開始点間の時間間隔の変調幅(変移幅)を大きくして、発生する騒音の周波数を分散させる必要があるが、発光効率に関しては点灯時間の割合が低くなるため悪化する。
なお、ここで言う「ランダム」とは完全に無相関な完全ランダムである必要はなく、いわゆる擬似ランダム列（すなわち、ある程度の長い時間、本実施の形態においては、数十秒単位でならば同じパターンを繰り返すもの）であっても構わない。近接した数秒間の間でのランダム性（同じ繰り返しパターンを持たない性質）を備えていれば十分である。
数十秒前に発生した騒音の残響成分は、現在の騒音の大小に有意な影響を与えるほどの強度を持ちえない。

図３は、実施の形態１におけるサブフィールド時間枠とサブフィールド形成時間領域の関係を説明するための図である。
なお、図３（ａ）は、従来行われていた周期性の強い点灯制御方式でのフィールド３１、サブフィールド３２、サブブランク期間３３、垂直同期信号３４および垂直同期信号ブランク期間３５の関係を模式的に示している。
なお、図３（ａ）におけるサブフィールド３２は、サブフィールド時間枠２０とサブフィールド形成時間領域２１が完全に一致している状態を示している。
また、図３（ｂ）は、実施の形態１のようにサブフィールド時間枠内でサブフィールド形成時間領域の開始点をランダムにずらした場合のサブフィールド時間枠２０、サブフィールド形成時間領域２１、フィールド３１、垂直同期信号３４、垂直同期信号ブランク期間３５およびサブブランク期間３６の関係を模式的に示している。
なお、図３（ａ）のサブブランク期間３３は同じ時間幅であり、図３（ｂ）のサブブランク期間３６は異なる時間幅である。

図１に示した映像コントローラ１００は、全体の動作を規定するマスタークロックを備えている。マスタークロックのカウンタは、垂直同期信号３４が入力されたタイミングでリセットされる。
マスタークロックのカウンタは、例えば周波数１７６００でリセットされるものとすると、フィールド３１は１６個のサブフィールド時間枠２０から構成されており、各サブフィールド時間枠２０は１２００カウンタの幅を持ち、サブフィールド間の不点灯期間（サブブランク）は１００カウントとなる。
ここで、１２００カウンタの幅を持つサブフィールド時間枠２０内にサブフィールド形成時間領域２１を配置する。ここでこのサブフィールド形成時間領域２１のカウント幅は８００とする。

実施の形態１では、サブフィールド形成時間領域２１の移動ステップは、図２に示すように、例えば５段階の設定ができ、サブフィールド形成時間領域２１の点灯制御開始時間Ｔ１は、サブフィールド時間枠２０の開始点から０〜２００カウントの内の０、５０、１００、１５０、２００の5つの値中のランダムな時間に設定される。
さらにサブフィールド形成時間領域２１の内側においてパルス幅制御（ＰＷＭ）にて階調制御を行う。この場合は０〜８００までの階調制御となる。

以上説明したように、実施の形態１による映像表示装置は、サブフィールド時間枠２０とサブフィールド形成時間領域２１を設け、表示素子の点灯制御を行う点灯制御部２０４と、映像コントローラ１００から受信した映像データを前記点灯制御部２０４に伝送する映像受信部２０５と、前記映像受信部２０５が受信した映像データを表示する映像表示部２０１と、前記映像表示部２０１に配置した複数の前記表示素子を一定の点灯強度で駆動する駆動回路２０２と、前記映像表示部２０１および前記駆動回路２０２に電力を供給する駆動用電力供給部２０３と、前記点灯制御部２０４および映像受信部２０５に電力を供給する制御用電力供給部２０６を備え、前記点灯制御部２０４は、前記サブフィールド形成時間領域２１を前記サブフィールド時間枠２０内でランダムに移動させて映像表示を行う。

実施の形態１によれば、ＳＷ電源である駆動回路２０２から出力される電流波形の周期性が弱まり、電流によって発生する騒音の周期性も弱まる。
そのため、騒音のスペクトラムが分散されることにより、人間が知覚する騒音レベルの低減が達成できる。
さらに、実施の形態１によれば、サブフィールド単位で時間枠や点灯制御開始時間などのタイミングが完結しているので、点灯制御部２０４での制御が簡単になる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２による映像表示装置の構成を概念的に示す図である。
図４において、１００は映像コントローラ、２１０は映像表示ユニットである。
実施の形態２における映像表示ユニット２１０は、多数の表示素子（例えばＬＥＤ）によって映像表示を行う映像表示部２１１、映像表示部２１１を可変可能な駆動強度で駆動するＳＷ電源である駆動回路２１２、映像表示部２１１および駆動回路２１２に電力を供給する駆動用電力供給部２１３、駆動回路２１２を制御する点灯制御部２１４、映像コントローラ１００から送られた表示映像を受信する映像受信部２１５、点灯制御部２１４および映像受信部２１５に電力を供給する制御用電力供給部２１６で構成されている。
実施の形態２における駆動回路２１２は、点灯制御部２１４からの制御により単位時間当たりの点灯強度を可変できる。すなわち、駆動回路２１２の駆動強度は可変である。
なお、発光素子（表示素子）がＬＥＤの場合は、その駆動電流を大きくすることで単位時間当たりの点灯強度の向上が可能となる。その他の発光素子の場合は、印加する電圧または電流を制御することで単位時間当たりの点灯強度を可変できる。

図１の場合と同様に、図４でも、１つの映像表示ユニット２１０のみを示しているが、実際には多数の映像表示ユニット２１０が平面状に配列されて映像表示装置の映像表示面が構成されている。
また、実施の形態１の場合と同様に、各映像表示ユニット２１０は映像コントローラ１００から送出される映像データを受信する。
なお、映像コントローラ１００は、外部から映像データを受信し、映像の階調データを点灯制御部２１４での制御に適した状態に処理し、映像表示ユニット２１０の映像受信部２１５に送信する。
映像受信部２１５は、映像コントローラ１００から受信した映像データを点灯制御部２１４に送出する。
点灯制御部２１４は、サブフィールド形成時間領域の時間幅に応じて駆動回路２１２の駆動強度を変化させ、映像の階調データに沿って階調を再現するように制御する。

図５は、実施の形態２におけるサブフィールド時間枠とサブフィールド形成時間領域の関係を説明するための図であり、サブフィールド形成時間領域の時間幅に応じて点灯強度を制御した場合のサブフィールド時間枠２０、サブフィールド点灯時間領域２１、フィールド３１、垂直同期信号３４、垂直同期信号ブランク期間３５およびサブブランク期間３６の関係を模式的に示している。なお、図５において、サブフィールド形成時間領域２１の高さは発光強度を示している。また、不点灯期間であるサブブランク期間３６の時間幅は、全て同じではなく異なっている。
実施の形態２における映像表示ユニット２１０は、単位時間当りの点灯強度を可変できる駆動回路２１２を備えており、サブフィールド形成時間領域２１が短くなることによりサブフィールドでの点灯階調が通常の長さのサブフィールドよりも暗くなるのを、点灯強度を上げることにより補正する。
点灯時間の短縮化による輝度減少を点灯強度の大きくなるように補正することで、サブフィールド形成時間領域２１の開始点の遅延時間を設定する場合の自由度が向上する。

サブフィールド点灯終了点が、サブフィールド時間枠を突き抜ける場合は、時間短縮割合が、Ｘ％であるならば、Ｘ％分の点灯強度がアップするように駆動回路２１２を制御して点灯させることで、サブフィールド単位での明るさが均一となる。
点灯強度可変（すなわち、駆動強度可変）の駆動回路２１２が必要となるため部材数や部材コストの増加には繋がるが、点灯開始点の遅延時間の分散量が増える。そのため、周波数領域では中心周波数からのズレが大きくなり、周波数上でのスペクトラムが実施の形態１の場合に比べてより分散するため、騒音抑制効果が大きい利点を備える。

図６は、実施の形態２で行われる点灯制御を模式的に示した図である。
なお、図６（ａ）は、サブフィールド形成時間領域２１の開始時間Ｔ１が移動ステップの５段目の場合（最大遅延時）であり、サブフィールド形成時間領域２１の終了点がサブフィールド時間枠２０を突き抜ける場合を示しており、図６（ｂ）は、サブフィールド形成時間領域２１の開始時間Ｔ１が移動ステップの３段目の場合であり、サブフィールド形成時間領域２１がサブフィールド時間枠２０を突き抜けない場合を示している。図６においても、サブフィールド形成時間領域２１の高さは発光強度を示している。
実施の形態２では、図６（ｂ）に示すように、サブフィールド形成時間領域２１の遅延時間が短く、通常のサブフィールド形成時間幅でサブフィールド形成時間領域２１の終了点Ｔ２がサブフィールド時間枠２０内に収まる場合は、通常の点灯強度で点灯させる。

しかし、サブフィールド形成時間領域２１の遅延時間が長くなり通常のサブフィールド形成時間領域幅ではサブフィールド時間枠２０を突き抜けてしまう場合では、そのままでは想定した表示階調を下回るため、階調制御が正常に行われない状態となる。
そこで、実施の形態２では、点灯制御部２１４は、駆動回路２１２の駆動強度を強めて点灯強度を上げることにより、想定した表示階調が得られるように補正を行う。
なお、図６（ａ）は、サブフィールド形成時間領域２１の遅延時間が長くなりサブフィールド時間枠２０を突き抜けてしまう状態となったため、サブフィールド形成時間領域の点灯強度を上げることで、サブフィールド形成時間領域の時間幅の減少による輝度減少を補正し、想定通りの階調表示となるように表示制御を行った場合のサブフィールド形成時間領域２１を示している。また、図６（ｂ）は、サブフィールド形成時間領域２１の遅延時間が短く、サブフィールド時間枠２０に収まるため、通常の点灯強度にて表示制御を行った場合のサブフィールド形成時間領域２１を示している。なお、サブフィールド形成時間領域２１の高さは発光強度を表している。

このような階調表示制御を行う具体的な方法としては、例えばＰＷＭ制御を最低限必要な周波数よりも高周波数で制御することで、補正を行う方法がある。
０〜３１までの３２階調の制御を行う場合は、最小では０〜３１までの３２段階で表現可能であるが、これを０〜２５５の２５６段階の内で３２段階を用いて階調制御を行う。
通常の表示幅では０、８、１６、２４、・・・・２４８を用いて階調制御を行うが、点灯開始の遅延時間が長くなり、通常の表示幅では突き抜けてしまう状態になった場合で、通常の長さの３／４にすれば突き抜けない状態となるならば、通常の時間幅の３／４に相当する０〜１９２を３２等分して階調制御する。
つまり、０、６、１２、１８、・・・・１８６の３２段階を用いて階調制御を行う。その代わりに点灯強度は３／４の逆数の４／３＝１．３３３倍として、点灯時間が短くなったことを補い、同等の輝度を得る。

なお、この制御は、通常の表示幅を１００％として、１００％時は４／４、９９％〜７５％時は３／４、７４％〜５０％では２／４、４９％〜２５％で１／４（点灯強度はそれぞれの逆数）とした段階的な制御でも、１％刻みごとに制御する細かい制御のどちらでも構わない。
１％刻み制御の場合は、その短縮点灯時の時間幅を正確に３２等分出来ない場合があるため、点灯制御で表示に妨害を与えないように最低限必要な階調制御の段階数よりも、十分に多い段階数で表示制御を行う必要がある。

以上説明したように、実施の形態２による映像表示装置は、表示素子を一定の点灯強度で駆動する駆動回路２０２に代えて点灯制御部２１４からの制御により単位時間当りの点灯強度を可変できる駆動回路２１２を備え、点灯制御部２１４は、サブフィールド形成時間領域２１をサブフィールド時間枠２０内でランダムに移動させ、かつ、サブフィールド形成時間領域２１の時間幅に応じてサブフィールドごとの表示輝度を一定に保つように単位時間当りの点灯強度を補正して映像表示を行う。
これにより、サブフィールド形成時間領域２１の遅延時間が長くなり通常のサブフィールド形成時間領域幅ではサブフィールド時間枠２０を突き抜けてしまう場合でも、正常な階調制御が可能となる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３におけるサブフィールド時間枠とサブフィールド形成時間領域の関係を説明するための図であり、サブフィールド時間枠２０、サブフィールド形成時間領域２１、フィールド３１、垂直同期信号３４、垂直同期信号ブランク期間３５および異なる時間幅のサブブランク期間３６の関係を模式的に示している。なお、図７においても、サブフィールド形成時間領域２１の高さは発光強度を示している。また、不点灯期間であるサブブランク期間３６の時間幅は、全て同じではなく異なっている。

図８は、実施の形態３で行われる点灯制御を模式的に示した図である。
なお、図８（ａ）は、サブフィールド形成時間領域２１の開始時間Ｔ１が移動ステップの３段目の場合を示しており、図８（ｂ）は、サブフィールド形成時間領域の開始時間Ｔ１が移動ステップの１段目の場合を示している。
実施の形態２と同様に、実施の形態３における映像表示ユニット２１０は、単位時間当りの点灯強度を可変できる（すなわち、駆動強度を可変できる）駆動回路２１２を備えている。サブフィールド点灯時間領域２１が短くなることで、そのサブフィールドでの点灯階調が通常の長さのサブフィールドよりも暗くなるのを、点灯強度を可変できる駆動回路２１２により点灯強度を上げることで補正する。
ただし、サブフィールド形成時間領域２１の終了点がサブフィールド時間枠２０の終了点と一致する場合が多くなることによる騒音の増加がある。
これは、電流が遮断される場合も流れ始める場合と同様に、電流により変形が加えられていたコイルやコンデンサが解放され、変形が元に戻る際の振動の周期性が増加するためである。

そこで、前述したマスタークロックを備えた点灯制御部２１４により、サブフィールド時間枠２０の中心点Ｃからのサブフィールド形成時間領域２１の位相差をランダムに制御し、サブフィールド形成時間領域２１の終了点の周期性を減少させる。
この制御方法によれば、サブフィールド形成時間領域２１の開始点および終了点の遅延時間を設定する場合の自由度が向上する。
サブフィールド形成時間領域２１の終了点がサブフィールド時間枠２０を突き抜ける場合は、時間短縮割合がＸ％であるならば、Ｘ％分の点灯強度がアップするよう駆動回路２１２を制御して点灯させることで、サブフィールド単位での明るさが均一となる。
実施の形態３では、点灯強度が可変な駆動回路２１２を必要とするため、部材数や部材コストの増加には繋がる。
しかし、サブフィールド形成時間領域２１の開始点の遅延時間の分散量が増えるため、周波数領域では中心周波数からのズレが大きくなり、周波数上でのスペクトラムが実施の形態２に比べてより分散するため、騒音抑制効果が大きい利点を備える。

以上説明したように、実施の形態３による映像表示装置の点灯制御部２１４は、サブフィールド形成時間領域２１の中心位置をサブフィールド時間枠２０の中心Ｃに固定してサブフィールド形成時間領域２１の時間幅をランダムに変化させ、かつ、サブフィールド形成時間領域２１の時間幅に応じてサブフィールドごとの点灯強度を一定に保つように単位時間当りの点灯強度を補正して映像表示を行う。
これにより、ＳＷ電源である駆動回路２１２から出力される電流波形の周期性が弱まり、電流によって発生する騒音の周期性も弱まる。そのため、騒音のスペクトラムが分散されて、人間が知覚する騒音レベルの低減が達成できる。

実施の形態４．
図９は、実施の形態４におけるフィールドとサブフィールドの関係を説明するための図であり、フィールド３１、サブフィールド３２、垂直同期信号３４、垂直同期信号ブランク期間３５および異なる時間幅のサブブランク期間３６の関係を模式的に示している。
実施の形態４においては、サブフィールド時間枠は設けず、サブフィールド形成時間領域はサブフィールド３２の領域になる。そして、点灯制御部２０４は、サブフィールド３２自体のフィールド３１内での時間位置を調整可能としたものであり、次のサブフィールド３２までの開始時間を調整可能としている。
サブフィールド３２間のサブブランク期間３６はランダムに設定されており、フィールド３１ごとにサブフィールド３２とサブフィールド間のサブブランク期間３６の組み合わせはランダムに選択されるが、フィールド３１を突き抜けないように、図１に示す実施の形態１の点灯制御部２０４にて決められた組み合わせで制御されている。

前述した実施の形態１では、サブフィールド時間枠の時間幅をα、サブフィールド形成時間領域の時間幅をβ、点灯制御開始の最大遅延時間をγとした場合、発生する不点灯時間は“サブフィールド数×γ”となる。
しかし、実施の形態４では、実施の形態１とは異なり、サブブランク期間３６とサブフィールド３２の期間の合計がフィールド３１の期間を越えないように制御する必要があるが、サブフィールド時間枠を確保する必要はなく、点灯制御開始の最大遅延時間γを“０”とすることができる。そのため、実施の形態１に比べて有効な点灯時間を長く確保できるという利点がある。
また、点灯制御部２０４の内部にはマスタークロックを備えており、マスタークロックにてカウンタを駆動し、そのカウンタのカウント数により動作を決定する。
次のサブフィールドまでの開始カウント数を適宜可変することで、次のサブフィールドまでの時間を調整可能としている。

以上説明したように、実施の形態４による映像表示装置の点灯制御部２０４は、フィールド３１ごとにサブフィールド３２間のサブブランク期間３６の長さをランダムに設定するが、サブフィールド３２の時間とサブブランク期間３６の合計が、フィールド３１自体の長さよりも短くなるように設定して映像表示を行う。
すなわち、実施の形態４では、サブフィールド時間枠は用いず、フィールド３１内でサブフィールド３２自体の位置をランダムにずらし、サブフィールド３２の時間とサブブランク期間３６の合計がフィールド３１自体の長さよりも短くなるように制御する。
実施の形態４では、点灯制御部２０４による制御の複雑さは増すが、駆動回路２０２から出力される電流波形の周期性が更に弱まる。そのため、電流によって発生する騒音の周期性も弱まる。
そのため、騒音のスペクトラムが更に分散されて、人間が知覚する騒音レベルの低減がより図れる。

実施の形態５．
図１０は、実施の形態５におけるフィールドとサブフィールドの関係を説明するための図であり、フィールド３１、サブフィールド３２、垂直同期信号３４、垂直同期信号ブランク期間３５および異なる時間幅のサブブランク期間３６の関係を模式的に示している。
実施の形態５における点灯制御部２１４は、サブフィールド時間枠ではなくサブフィールド自体のフィールド内での時間位置と時間幅および各サブフィールドでの発光強度を調整可能としたものであり、次のサブフィールドまでの点灯制御開始時間、時間幅および各サブフィールドの発光強度を調整可能としている。
フィールド３１ごとにサブフィールド３２の時間幅およびサブブランク期間３６の時間はランダムに選択されるが、フィールド３１を突き抜けないように、サブフィールド３２の時間幅とサブブランク期間３６の組み合わせは、図４に示す実施の形態２の点灯制御部２１４によって制御されている。
なお、実施の形態４と同様に、点灯制御部２１４に備えたマスタークロックにより駆動されるカウンタにて動作を定義している。

実施の形態１あるいは実施の形態４と異なり、点灯制御部２１４は、サブブランク期間３６の時間とサブフィールド３２の時間の合計がフィールド時間を越えないように制御する必要があり、また、駆動回路２１２により駆動強度(発光強度)を調整する必要もあるが有るが、サブフィールド時間枠を確保する必要がなく、サブフィールド３２の点灯時間も可変できる。
そのため、実施の形態４に比べて、電源部のコイルやコンデンサに印加する電流パルスの周期の時間軸上での分散（すなわち、電流スペクトラムの分散）をより大きくできるという利点がある。スペクトラムの拡散が大となれば、より騒音の抑制に効果が出る。

以上説明したように、実施の形態５による映像表示装置の点灯制御部２１４は、フィールド３１ごとに点灯領域であるサブフィールド３２の長さ（時間幅）をランダムに設定し、サブフィールド３２の長さとサブブランク期間３６の長さの合計がフィールド３１自体の長さよりも短くなるように設定する。
さらに、サブフィールド３２ごとにその時間長さに応じて点灯強度を補正してフィールド３１ごとの点灯強度を一定に保って映像表示を行う。
実施の形態５によれば、点灯制御部２１４および駆動回路２１２の動作は複雑になるが、サブフィールド３２自体の長さ（時間幅）を可変とすることで、さらに電流波形の周期性をなくし、騒音の抑制を図ることができる。

実施の形態６．
図１１は、実施の形態６におけるフィールドとサブフィールドの関係を説明するための図であり、フィールド３１、サブフィールド３２、垂直同期信号３４およびサブフィールドごとで異なる時間幅のサブブランク期間３７、３８の関係を模式的に示している。
実施の形態６における図１に示す実施の形態１の点灯制御部２０４は、サブフィールド時間枠ではなくサブフィールド３２自体のフィールド３１内での数を調整可能とするものであり、フィールド３１ごとにサブフィールドの個数を変更する。例えば、図１１に示した例では、フィールドごとに、４サブフィールド構成と５サブフィールド構成を切り替えている。
なお、図１１において、３７はフィールドを４等分した場合の同じ時間幅のサブブランク期間、３８はフィールドを５等分した場合の同じ時間幅のサブブランク期間である。
実施の形態１〜５と異なり、フィールドごとにサブフィールドの個数をきり替える必要が有るが、ブランキング枠を確保する必要がなく、電流が流れる周期の時間軸上での分散、騒音スペクトラムの分散がより大きな幅にできる利点がある。スペクトラムの拡散が大となれば、より騒音発生の抑制に効果が出る。

以上説明したように、実施の形態６による映像表示装置は、フィールド３１ごとに個数の異なる複数パターンのサブフィールド３２を有し、点灯制御部２０４は、複数のパターンのサブフィールド構成を切り替えて映像表示を行う。
実施の形態６によれば、点灯制御自体はほぼ従来通りであり、点灯強度が一定のサブフィールドの数をフィールド単位で替えるだけである。これにより、駆動電流の周期性を弱めることができ、騒音発生を抑制できる。

本発明は、スイッチング電源装置のコイルやコンデンサの振動に起因して発生する騒音を抑制することができる平面型の映像表示装置の実現に有用である。

２０サブフィールド時間枠２１サブフィールド形成時間領域
２２サブフィールド形成時間領域移動ステップ３１フィールド
３２サブフィールド３３従来のサブブランク期間
３４垂直同期信号３５垂直同期信号ブランク期間
３６異なる時間幅のサブブランク期間
３７、３８フィールドごとで異なる時間幅のサブブランク期間
１００映像コントローラ
２００、２１０映像表示ユニット
２０１、２１１映像表示部
２０２、２１２駆動回路
２０３、２１３駆動用電力供給部（駆動用電源）
２０４、２１４点灯制御部
２０５、２１５映像受信部
２０６、２１６制御用電力供給部

Claims

それぞれのフィールドが複数のサブフィールドを有する映像表示装置であって、
複数の表示素子を配置して映像データの映像表示を行う映像表示部と、
前記各サブフィールドを形成する時間幅を表わすサブフィールド形成時間領域と、前記サブフィールド形成時間領域が移動可能な時間幅を表わすサブフィールド時間枠とを設け、前記サブフィールド形成時間領域が前記サブフィールド時間枠を突き抜けないようにして、前記複数の表示素子の点灯制御を行う点灯制御部と、
映像コントローラから前記映像データを受信しこの映像データを前記点灯制御部に伝送する映像受信部と、
前記複数の表示素子を一定の点灯強度で駆動する駆動回路と、
前記映像表示部および前記駆動回路に電力を供給する駆動用電力供給部と、
前記点灯制御部および前記映像受信部に電力を供給する制御用電力供給部とを備え、
前記点灯制御部は、前記サブフィールド時間枠の時間幅をα、前記サブフィールド形成時間領域の時間幅をβ、前記サブフィールド時間枠に対する前記サブフィールド形成時間領域の最大遅延時間をγとしたとき、α≧γ＋βとし、前記サブフィールド形成時間領域を前記サブフィールド時間枠の枠内でランダムに移動させて映像表示を行うことを特徴とする映像表示装置。
前記表示素子を一定の点灯強度で駆動する駆動回路に代えて、前記点灯制御部からの制御により単位時間当たりの点灯時間を変えることができる駆動回路を備え、
前記点灯制御部は、前記サブフィールド形成時間領域を前記サブフィールド時間枠の枠内でランダムに移動させ、かつ前記サブフィールド形成時間領域の時間幅に応じて前記各サブフィールドごとの表示輝度を一定に保つように、前記単位時間当りの点灯強度を補正して映像表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
それぞれのフィールドが複数のサブフィールドを有する映像表示装置であって、
複数の表示素子を配置して映像データの映像表示を行う映像表示部と、
前記各サブフィールドを形成する時間幅を表わすサブフィールド形成時間領域と、前記サブフィールド形成時間領域が移動可能な時間幅を表わすサブフィールド時間枠とを設け、前記サブフィールド形成時間領域が前記サブフィールド時間枠を突き抜けないようにして、前記複数の表示素子の点灯制御を行う点灯制御部と、
映像コントローラから前記映像データを受信しこの映像データを前記点灯制御部に伝送する映像受信部と、
前記点灯制御部からの制御により単位時間当たりの記複数の表示素子の点灯強度を変えることができる駆動回路と、
前記映像表示部および前記駆動回路に電力を供給する駆動用電力供給部と、
前記点灯制御部および前記映像受信部に電力を供給する制御用電力供給部とを備え、
前記点灯制御部は、前記サブフィールド形成時間領域の中心位置を前記サブフィールド時間枠の中心に固定して前記サブフィールド形成時間領域の時間幅を前記サブフィールド時間枠の枠内でランダムに変化させ、かつ、前記サブフィールド形成時間領域の時間幅に応じて前記サブフィールドごとの点灯強度を一定に保つように、前記単位時間当りの点灯強度を補正して映像表示を行うことを特徴とする映像表示装置。